【正文】 C2 觸發(fā)封鎖時間 Ti 的調節(jié)端 6 RR2 觸發(fā)封鎖時間 Ti 的調節(jié)端 7 VSS 工作電源負端 8 VRF 參考電壓及復位輸入端。當 A=“1”時，允許重復觸發(fā)，當 A=“0”時，不可重復觸發(fā) 2 VO 控制信號輸出端。它能自動快速開啟各類白 熾 燈、熒光燈、蜂鳴器、自動門、電風扇、烘干機和自動洗手池等裝置，特別適用于企業(yè)、賓館、商場、庫房及家庭的過道等敏感區(qū)域，或用于安全區(qū)域的自動燈光、照明和報警系統。 熱釋電紅外探測電路 LP0001 是一款具有較高性能的傳感信號處理集成電路。 兩路 LED 恒流 驅動電路如圖 37 所示： 太陽能 LED 路燈照明節(jié)能控制系統控制器設計 17 圖 37 LED 恒流驅動電路 傳感檢測電路 本設計中傳感檢測電路包括熱釋電紅外探測 [14]和環(huán)境光電檢測電路。 二極管選擇 超快速低損耗可控雪崩整流器 BYV27200，它所能承受的反向電壓為 200V，正向電流為 2A，反向恢復時間為 25ns。 其中，電流波紋為 30% ILED,峰值電流為 ILED。設計中選用兩片 HV9910B 驅動芯片， 每個驅動芯片驅動兩路 LED 燈， 每路 7 個 串聯 。 驅動電路參數計算 根據設計要求， LED 路燈功率為 28W，照度達 20xxlm。對一個 LED串的輸出電流能被編程設定在零和它的最大值之間的任何值，它由輸入到 HV9910B的線性調光器的外部控制電壓所控制。其恒流值由外部取樣電阻值決定，變化范圍從幾毫安到超過 1 安培。該芯片能以高達300KHz 的固定頻率驅動外部 MOSFET，其頻率由外部電阻編程決定。具體單片機電路如圖35 所示。通過 TL431 三端可調分流基準電壓源 向 MSP430F149 單片機提供 3V A/D轉換器外部的基準電壓?？紤]到電源的輸入紋波對單片機的影響，在電源的管腳增加一個 F 的電容來實現濾波，以減小輸入管腳處受到的干擾。由圖 35 可以看出，在單片機的時鐘設計上與其他的單片機有一定的區(qū)別： MSP430F149 單片機采用兩個時鐘輸入，即一個 32kHz 的時鐘信號，另外一個 8MHz 的時鐘信號。 圖 34 單片機 A/D 轉 換器外部基準電壓電路 此 電路 輸入 5V 直流電源， 通過 TL431 和外圍電阻向 MSP430F149 單片機提供3V A/D 轉換器外部 基準穩(wěn)壓電源，使單片機穩(wěn)定工作。它的輸出電壓用兩個電阻就可以任意地設置到從 Vref（ ）到 36V 范圍內的任何值。 時鐘產生電路如圖 33 所示。但是 在 系統要求較高，而且功耗大，運行環(huán)境苛刻 的情 況下， 考慮到單片機本身用在控制，并非高速信號采樣處理 中 ，所以選取合適的頻率即可。RST/NMI太陽能 LED 路燈照明節(jié)能控制系統控制器設計 13 石英振蕩器和微調電容， XIN 和 XOUT 引腳跨接石英振蕩器，就構成了穩(wěn)定的自激振蕩器。 MSP430 單片機的時鐘設計上與其他的單片機有一定的區(qū)別： MSP430F149 單片機采用兩個時鐘輸入 。 單片機 時鐘電路設計 時鐘是 MSP430 單片機的心臟，單片機各功能部件的運行都是以時鐘頻率為基準，有條不紊地一拍一拍地工作。 圖 32 單片機復位電路 該復位電路非常簡單，只需要在電源管腳 Vcc 處加一個 F 的電容進行濾波處理，以減少干擾。 MSP430F149 單片機引腳簡介 表 1 MSP430F149 單片機引腳功能表 引腳號 符號 引腳功能 1 DVcc 數字電源端 2 3 4 5 6 7 VREF+ A/D 轉換器內部基準電壓的正輸出端 8 XIN 晶體振蕩器 XT1 的輸入端 太陽能 LED 路燈照明節(jié)能控制系統控制器設計 10 (續(xù)表 ) 引腳號 符號 引腳功能 9 XOUT/TCLK 晶體振蕩器 XT1 的輸出端 /測試時鐘輸入端 10 VeREF+ A/D 轉換器外部基準電壓 11 VREF?/VeREF? A/D 轉換器內部基準電壓或者外部基準電壓負端 12 ， TACLK 時鐘輸入信號 13 通用數字 I/O 管腳 /Timer_A，捕獲： CCI0A 輸入，比較： OUT0 輸出 14 通用數字 I/O 管腳 /Timer_A，捕獲： CCI1A 輸入，比較： OUT1 輸出 15 通用數字 I/O 管腳 /Timer_A，捕獲： CCI2A 輸入，比較： OUT2 輸出 16 17 ，比較： OUT0 輸出 18 ，比較： OUT1 輸出 19 ，比較： OUT2 輸出 20 21 ， INCLK 時鐘信號 22 通用數字 I/O 管腳 / Timer_A，捕獲： CCI0B 輸入，比較： OUT0 輸出 23 通用數字 I/O 管腳 / Timer_A，捕獲： CCI0B 輸入，比較： OUT1 輸出 24 ，比較： OUT2 輸出 25 通用數字 I/O 管腳 /作為外接電阻管腳，通過接入一個電阻來確定DCO 的工作頻率 26 27 ，比較： OUT0 輸出 28 ： USART0/SPI 模式 29 30 31 通用數字 I/O 管腳 /外部時鐘輸入 —— USART0/UART 或 SPI 模式，時鐘輸出 —— USART0/SPI 模式 32 —— USART0/SPI 模式 33 —— USART0/SPI 模式 太陽能 LED 路燈照明節(jié)能控制系統控制器設計 11 （續(xù)表） 引腳號 符號 引腳功能 34 —— USART1/SPI 模式 35 —— USART1/SPI 模式 36 通用數字 I/O 管腳 / 定時器 Timer_B，捕獲： CCI0A 或者 CCI0B 輸入，比較： OUT0 輸出 37 通用數字 I/O 管腳 / 定時器 Timer_B，捕獲： CCI1A 或者 CCI1B 輸入，比較： OUT1 輸出 38 通用數字 I/O 管腳 / 定時器 Timer_B，捕獲： CCI2A 或者 CCI2B 輸入，比較： OUT2 輸出 39 通用數字 I/O 管腳 / 定時器 Timer_B，捕獲： CCI3A 或者 CCI3B 輸入，比較： OUT3 輸出 40 通用數字 I/O 管腳 / 定時器 Timer_B，捕獲： CCI4A 或者 CCI4B 輸入，比較： OUT4 輸出 41 通用數字 I/O 管腳 / 定時器 Timer_B，捕獲： CCI5A 或者 CCI5B 輸入，比較： OUT5 輸出 42 通用數字 I/O 管腳 / 定時器 Timer_B，捕獲： CCI6A 或者 CCI6B 輸入，比較： OUT6 輸出 43 44 ： USART1/SPI 模式 45 46 47 通用數字 I/O 管腳 /外部時鐘輸入 —— USART1/UART 或 SPI 模式，時鐘輸出 —— USART1/SPI 模式 48 49 50 51 通用數字 I/O管腳 /切換所有的 PWM數字輸出口為高阻抗 —— 定時器 B_3 TB0～ TB3 52 XT2OUT 晶體振蕩器 XT2 的輸出端 53 XT2IN 晶體振蕩器 XT2 的輸入端 54 TDO/TDI 測試數據輸出端 /編程時數據輸入端 55 TDI 測試數據輸入端 56 TMS 測試方式的選擇，器件編程和測試輸入端 太陽能 LED 路燈照明節(jié)能控制系統控制器設計 12 （續(xù)表） 引腳號 符號 引腳功能 57 TCK 測試時鐘，用于器件編程和測試時的時鐘輸入端 58 RST?????/NMI 復位信號輸入端 /不可屏蔽中斷輸入端 59 60 61 62 AVss 模擬電源地 63 DVss 數字電源地 64 AVcc 模擬電源端 單片機 外圍 電路 復位電路 在單片機系統中，為了保證系統在上電時進行初始化，同時也為了保證對電源的監(jiān)視，需要采用復位芯片。單片機的安全熔絲功能可以對程序的代碼進行保護，從而可以對知識產權進行保護。在提供的外圍數據端口中，有兩個端口具有中斷功能，這樣能豐富硬件系統的中斷資源，也為實現多任務系統提供了方便。 12) 片內提供較多的存儲器， MSP430F149 提供的片內 FLASH 為 60KB，同時片內還提供較多的 RAM，以便進行運算時處理 。 11) 串口通信模塊： USART0、 USART1。 9) 16 位的定時器 Timer_A 帶有 3 個捕獲 /比較寄存器。主要有以 下幾種方式： 32kHz 的晶體方式、高頻率晶體方式、諧振器方式和外部時鐘源方式。 7) 片內提供溫度傳感器。 A/D 轉換器具有采樣保持和自動掃描特點。它采用的是 16位的 RISC結構，指令的執(zhí)行時間只需要 150ns的時間，是傳統單片機不能比擬的。從休眠方式喚醒只需要 6us 的時間。它在休眠條件下工作的電流只有，就是在 、 1MHz 條件下工作的電流只有 280uA。 2) 超低的功耗。 圖 31 MSP430F149 單片機引腳圖 MSP430F149 單片機特點 1) 具有很低的供電電壓。 由于其超低功耗、強大的處理能力、高性能模擬技術及豐富的片上外圍模塊、系統工作穩(wěn)定、方便高效的開發(fā)環(huán)境得到廣大用戶的高度評價。 MSP430 系列單片機是美國 德州儀器 （ TI）1996 年開始推向市場的一種 16 位超低 功耗、具有 精簡指令集 （ RISC）的混合信號處理器 。 隨著波形占空比不斷變化， LED 燈也會 由 暗到亮再從亮到暗不斷變化 ?？梢酝ㄟ^調整 PWM 的周期、 PWM 的占空比而達到控制 放 電電流的目的。 PWM 控制 LED 亮度 原理 ： 對于控制 LED 燈 由 暗到亮或由亮到暗，采用的是脈寬 PWM 法。此外，許多微控制器和 DSP 已經在芯片上包含了 PWM 控制器，這使數字控制的實現變得更加容易了。 PWM 調光技術 脈沖寬度調制 (PWM)技術 [7]，是利用微處理器的數字輸出來對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術，廣泛應用在從測量、通信到功率控制與變換 及 LED 照明等許多領域中。 本設計完成白光 LED 路燈照明 部分 的控制 [6]，該控制總圖如 圖 22 所示： 該控制器以 MSP430 單片機為控制中心，外圍電路主要由 LED 恒流驅動電路、亮度檢測電路和熱釋電紅外檢測電路、實時時鐘電路、電源電路、鍵盤電路及顯示電路組成。 其基本原理是 ，電壓檢測電路用于識別光照強度和獲取蓄電池端電壓，溫度檢測電路用于蓄電池充電溫度補償，環(huán)境光及紅外檢測電路用于檢測環(huán)境亮度及車輛人員情況。做到白天有陽光就充電儲能，晚上光控和時控點亮發(fā)光負載，照明道路。分析了本次課題中的不足之處和以后的努力方向，展望下一階段的工作。在系統硬件的基礎上，結合 MSP430系列單片機的 C 語言編程特點編寫整個系統的程序。本章設計了太陽能 LED 路燈系統控制器的硬件電路，并畫出原理圖。本章從太陽能路燈控制系統的實際應用出發(fā)，確定了太陽能路燈控制器需要實現的功能。主要闡述本課題的研究背景和意義，以及論文的研究目標和論文的組織結構。使 整個系統能夠達到預期設定的功能和指標，能夠穩(wěn)定長久高效地運行。由于這種市場和社會發(fā)展的需求，目前已經有多家公司生產太陽能路燈控制器，但是這些控制器一般只具有基本的充放電控制，沒有充分考慮到如何使太陽能電池的能量轉換率最大，蓄電池的能量轉換效率最大和蓄電池的使用壽命等問題。 太陽能 LED 路燈照明節(jié)能控制系統控制器設計 5 本課題研究內容 和論文組織結構 研究內容 近年來，國家越來越重視環(huán)境保護，倡導低碳生活，堅持優(yōu)化能源結構，重視能源的可持續(xù)發(fā)展。 LED 的使用壽命很大程度上受其發(fā)光穩(wěn)定性影響，在實際使用過程中，因驅動電源設計及選擇不當導致 LED 發(fā)光穩(wěn)定性差，嚴重縮短了使用壽命?？刂破鞯妮敵?