太阳能路灯控制电路的设计与实现..pdf

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1、单片机课程设计 太阳能路灯控制电路的设计与实现 系别：电 气 工 程 系 班级： 学号： 姓名： 指导老师： 组员： 1 摘要 随着可持续发展的不断深入， 人们在积极开发各类可再生新能源的同时也在 倡导节能减排的绿色环保技术。 太阳能作为一种清洁的优秀的可再生能源，已成 为最有价值的新能源。而在照明领域，寿命长、节能、安全、绿色环保、色彩丰 富、微型化的 LED 固态照明也已被公认为一种节能环保的重要途径。本文研究 的路灯同时整合了这两者的优势，利用清洁能源以及高效率的LED 实现绿色照 明。 太阳能 LED 路灯是一种结合太阳能光伏发电技术与LED 技术的新型路灯。 系统通过蓄电池将太阳电池

2、组件产生的电能储存起来供负载在夜晚照明使用。基 于单片机控制的太阳能路灯具有很多优点：安全可靠， 维护方便； 不需要常规能 源，不污染环境；安装方便，自动控制。从而不仅节约了电能，而且避免了由于 四季昼夜长短不一，需要调整电路系统的麻烦，使路灯更为人性化。 关键词：光伏发电，蓄电池，发光二极管 2 目录 第一章 概述3 1.1 引言3 1.2 太阳能路灯的优势 .4 1.3 太阳能路灯的应用现状 5 1.4 本次课程设计研究的主要内容.6 第二章 系统硬件的选择 .6 2.1 太阳能电池板的选择 6 2.2 蓄电池的选择 .7 2.3 照明灯具的选择 .8 2.4 控制器芯片的选择 .8 第三

3、章 系统基本介绍 10 第四章 系统的硬件设计 11 4.1 系统电路框图 .11 4.2 硬件设计的原理流程图 .12 第五章系统的软件设计 13 5.1 系统软件框图 .13 5.2 计时程序设计13 5.3 中断程序设计 .15 第六章 系统调试 16 6.1 软件调试 16 6.2 硬件及总体电路调试 17 6.3 系统改进方案 17 第七章 总结与心得 17 附录 119 附录 219 参考文献 31 3 第一章概述 1.1 引言 跨入 21 世纪后，人类面临着实现经济和能源可持续发展的重大挑战，如何 能在能源有限和环境保护的双重制约下发展经济已成为全球的热点问题。而能源 问题更为突

4、出， 不仅表现在常规能源的匮乏， 更严重的是化石能源的开发利用更 加剧了环境的恶化。 主要表现为以下几个方面： (1)能源短缺。常规能源的有限性和分布不均匀，造成了世界上大部分国家能源 供应不足， 不能满足其经济发展的需求。从长远来看， 全球已探明石油储量只能 用到 2020 年，天然气也只能延续到2040 年左右，即使储量丰富的煤炭资源也只 能维持二三百年。因此，人类迟早要面临化石燃料枯竭的危机局面。 (2)环境污染。燃烧煤、石油等化石燃料，每年有数十万吨硫等有害物质排入天 空，使大气环境遭到严重污染， 直接影响居民的身体健康和生活质量，甚至在局 部地区形成酸雨，严重污染水土资源。 (3)温

5、室效应。化石能源的利用不仅造成环境污染，同时会排放大量的温室气体， 产生温室效应，引起全球气候变化。 太阳能作为可再生能源， 很早就被人们开发和利用了。 随着科学和技术的迅 速发展，世界能源危机的日益严重， 利用常规能源已不能适应世界经济快速增长 的需要，开发和利用新能源，尤其是太阳能越来越引起各国政府的重视。同时， 以煤、石油等作为燃料油面临严重的环境污染，再者人民生活水平的提高对能源 的需求量越来越大， 这就迫使政府和社会在大力发展常规能源的同时必须加大对 新能源的开发和利用。 为贯彻落实科学发展观， 把节约资源作为基本国策， 发展 循环经济，保护生态环境，加快建设资源节约型、环境友好型社

6、会，促进经济与 人口、资源、环境相互协调发展的要求。因而，可再生、无污染的太阳能利用在 世界各国崛起，世界光伏产业迅猛发展。 根据可持续发展战略和环境保护的需求， 在可以预计的将来，光伏发电必将部分取代常规能源。 目前太阳能企业面临新机遇， 由于光伏发电技术的逐渐成熟， 成本不断下降， 太阳能的利用无处不在。 各种各样利用太阳能开发的太阳能电子产品发展非常迅 4 速。 1.2 太阳能路灯的优势 太阳能路灯以太阳光为能源， 不需要铺设复杂的管线， 安全节能无污染。 基 于单片机的太阳能控制系统很好的把太阳能光伏发电技术与单片机智能控制技 术结合了起来。而且具有电路结构简单、工作稳定可靠、实用性强

7、等优点。 综上，太阳能路灯较传统路灯的优势有如下几点： 1.节能环保：据统计，所有路灯改为太阳能路灯可以节省一个三峡水电站的 发电量。不仅如此，太阳能是一种清洁的可再生能源，它不仅节约了电能，而且 减少了二氧化碳的排放量。有关数据表明太阳能路灯每年可以减少7740 万吨二 氧化碳就相当于节省了310 亿美元的二氧化碳减量成本！ 2.可靠耐用：太阳能路灯在恶劣的环境和气候条件下，光伏发电系统很少发 生故障；目前绝大多数太阳能电池组件的生产技术都足以保证10 年以上性能不 下降，太阳能电池组件可以发电25 年或更长的时间。 3.成本低廉：就产品本身价格和首次投入费用而言，太阳能路灯比普通路灯造价

8、要高。若按使用寿命15 年把运行费用和路灯维护费用考虑进去的话，太阳能路 灯在寿命周期内所发生的总费用要比普通路灯的总费用要低。且规模越大， 普通 路灯安装的相关费用越高， 如把电力增容费用、 架设电力变压器、 光源的功率因 数补偿耗能、 电力电缆、远距离线路功率损耗及路灯开启控制系统和管理人员工 资等相关费用考虑进去的话实际费用要远大于预计费用。 4.安全稳定：运行维护费用低，普通路灯明显高于太阳能路灯，而且会随着 使用时间的增长而越来越高（电费、人工等）。太阳能路灯免维护，绝对安全， 不会发生触电事故且可通过改变控制方式来增强其稳定性。 5.自主供电：离网运行的太阳能路灯具有供电的自主性、

9、灵活性。 但是太阳能 LED 路灯的优势远远不只这些。一般认为，节能灯可节能4/5 是伟大的创举， 但 LED 比节能灯还节能 1/4，这是固体光源伟大的革新。除此之 外，LED 还具有光线质量高，基本上无辐射，可靠耐用，维护费用极为低廉等 优势，属于典型的绿色照明光源。超高亮LED 的研制成功，大大地降低了太阳 能灯具使用成本， 使之达到或接近工频交流电照明系统初装的成本报价，并且具 5 有保护环境、安装简便、操作安全、经济节能等优点。由于LED 具有发光效率 高，发热量低等优势， 已经越来越多地应用在照明领域，并呈现出取代传统照明 光源的趋势。 太阳能与 LED 相结合的技术运用在路灯领域

10、完全符合“绿色，节能，低成 本”的现代化设计理念。而且针对现阶段太阳能LED 路灯研究遭遇技术“瓶颈” 而处于“花香”却难“满园绽放”的尴尬境地的情况，这个课题具有很大的研究 价值，而从上面一系列的分析中也不难看出这个课题本身所具有的潜在价值更是 无法估量的。 1.3 太阳能路灯的应用现状 在国家可持续发展战略的推动下，太阳能产业从无到有、 从小到大发展起来。 国 内各大研究单位都对太阳能路灯作了详尽的研究，特别是近几年来， 在“产业上 规模、技术上水平、产品上档次和市场上规范”的产业发展思路引导下，太阳能 产业得到了快速发展， 如太阳能热水器、 太阳能光伏电池技术日趋成熟，产品质 量不断提高

11、。 近年来，随着我国城市建设规模的不断扩大和建设水平的不断提高，我国城 市的路灯总数以每年约20%的平均速度递增，全国数千万盏路灯的节电问题已引 起政府部门的关注。在能源日趋紧张、电力供应持续紧张的今天，低效、高耗的 传统城市照明已成为节能降耗的重要领域。为此，建设部和发改委明确提出城市 道路照明要向“高效、节能、环保、健康”的“绿色照明”方向发展。随着太阳 能发电技术的不断发展， 太阳能路灯以环保、 节能等优势成为城市道路照明行业 的新宠，市场潜力巨大。我国太阳能路灯首先在沿海发达地区使用，上海市于 2005年在崇明岛建成风光互补道路照明工程。在我国西部，非主干道太阳能路 灯、太阳能庭院灯渐

12、成规模，太阳能资源相对丰富的青海省自2006 年以来已在 西宁等地安装太阳能路灯超过200 套；在北京奥运会主要场馆及其相关场所，太 阳能路灯得到普遍应用。 欧洲各国都在开辟通向持久能源的通道，影响他们决策的主要因素是环境保 护、创造就业机会和能源供应的安全可靠，可再生能源技术在这些方面有着较大 优势。它对环境的影响最小、 可替代部分常规能源、 增加能源供应的安全性和可 6 靠性。它要求较大的设备投资、创造了更多的就业机会、有助于经济增长。 在欧洲大部分地区， 环保的思路推动着替代能源技术的开发，太阳能被公认为是 一种极好的替代能源。它的利用有助于降低CO2的排放，因而达到保护环境， 很多国家

13、，如丹麦、芬兰、德国和瑞士， 都认为气候变暖是推动太阳能研究开发、 发展和销售活动的主要因素。 尽管受到常规能源的低价影响， 在欧洲很多国家中， 太阳能路灯市场仍然持续增长。 1.4 本次课程设计研究的主要内容 1.分析太阳能光伏发电技术和LED 技术 2.根据太阳能电池板输出特性和蓄电池的特性，设计蓄电池的充放电控制方法。 4.根据 LED 驱动原理设计 LED 驱动电路 3.设计电源控制电路。 5.根据系统方案设计控制器外围电路。 6.编写单片机执行程序。 7.调试、实验硬件电路，保证可以实现既定功能。 第二章 系统硬件的选择 2.1 太阳能电池板的选择 太阳能电池板是太阳能路灯中的核心部

14、分，也是太阳能路灯中价值最高的部 分。其作用是将太阳的辐射能转换为电能，或送至蓄电池中存储起来。 在众多太 阳光电池中比较普遍且较实用的有单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池及非晶 硅太阳能电池等三种。 (1)单晶硅太阳能电池性能参数比较稳定，适合在阴雨天比较多、阳光相对 不是很充足的南方地区使用； (2)多晶硅太阳能电池生产工艺相对简单，价格比单晶硅低，适合在太阳光 充足、日照好的东西部地区使用； 7 (3)非晶硅太阳能电池对太阳光照条件要求比较低，适合在室外阳光不足的 地区使用。 太阳能电池的工作电压约为蓄电池电压的1.5 倍，才能保证给蓄电池正常充 电。 如 6V 蓄电池充电需要用 89V

15、 太阳能电池，给 12V 蓄电池充电需要用 1518V 太阳能电池。 2.2 蓄电池的选择 由于太阳能光伏发电系统的输入能量极不稳定，所以一般需要配置蓄电池系 统才能工作。一般有铅酸蓄电池、Ni-Cd 蓄电池、 Ni-H 蓄电池。 铅酸蓄电池有多种充电形式， 主要为：恒流充电、 恒压充电和 3 阶段最优形 式充电。一般来讲，这种蓄电池充电时，应外接直流电源（充电极或整流器）， 使正、负极板在放电后生成的物质恢复成原来的活性物质，并把外界的电能转变 为化学能储存起来。 其过充电时间与充电速率有关， 实际工作中可以根据电解液 比重的变化来判断铅酸蓄电池的充电程度。 蓄电池是太阳能灯具的核心部件，它

16、储存、并释放电能， 功能等同于电能仓 库。蓄电池容量的选择一般遵循以下原则：首先在能满足夜晚照明的前提下，把 白天太阳能电池组件吸收的能量尽量存储下来，同时还要能够存储满足连续阴雨 天夜晚照明需要的电能。 蓄电池容量过小不能够满足夜晚照明的需要，容量过大， 一方面蓄电池始终处在亏电状态，影响蓄电池寿命， 同时造成浪费。 蓄电池应与 太阳能电池、 用电负荷（路灯）相匹配。可用一种简单方法确定它们之间的关系。 太阳能电池功率必须比负载功率高出4 倍以上，系统才能正常工作。 太阳能电池 的电压要超过蓄电池的工作电压2030%，才能保证给蓄电池正常供电。蓄电池 容量必须比负载日耗量高6 倍以上为宜。

17、胶体蓄电池的特点： 1.深度放电后回充电性能强，甚至在放电后未及时补充电的情况下容量也能 100得到回充； 2.循环使用寿命长达810 年，适合每天使用； 3.适合用于较长时间的放电使用； 4.工作环境温度更高； 8 5.优越的耐低温性能； 6.适合在电力干线不稳定的环境下使用； 7.无流动的胶体电解液使电解液在电池内部不产生分层现象； 8.自放电小，很小均衡充电； 9.内阻低，充电接受能力强； 10.与普通铅酸蓄电池相比较，电池内部水分损耗小。 综上对比，以及客观条件的要求可得，太阳能灯具优先采用胶体蓄电池。 2.3 照明灯具的选择 太阳能路灯采用何种光源， 是判断太阳能灯具能否正常使用的重

18、要指标，一 般太阳能灯具采用低压节能灯、低压钠灯、无极灯、LED 光源。 1.低压节能灯：功率小，光效较高，但使用寿命在2000小时左右，电压低， 灯管发黑，一般适合太阳能草坪灯、庭院灯。 2.低压钠灯：低压钠灯光效高（可达200Lm/w） ，但需逆变器，低压钠灯价 格贵，整个系统造价高，采用较少。 3.无极灯：功率小，光效较高。该灯在220V（纯正弦波，频率50 赫兹）普通市 电条件下使用，寿命可以达到5 万小时，但在太阳能灯具上使用寿命大大减少， 与普通节能灯差不多（因为太阳能灯具都是方波逆变器，太阳能电源220V 输出 频率、相位、电压都是不能和普通市电相比的）。 4.LED：LED 灯

19、光源，寿命长，可达100000小时，工作电压低，不需要逆 变器，光效较高，国产50Lm/w，进口 80Lm/w 。随着技术进步， LED 的性能将 进一步提高。LED 作为太阳能路灯的光源将是一种趋势。 因此，为达到最佳性能要求，选择LED 灯具作为光源。 2.4 控制器芯片的选择 智能化控制芯片中，单片机凭其体积小、封装形式简单、易于焊接、功能齐 全、功耗较小等优点不失为最佳选择。利用单片机完全可以实现路灯亮度的自动 调节并能达到节省能源的目的， 并且一旦开机就可以智能地持续工作，减少了工 作人员的维护量。 9 在光伏发电系统中， 充电器的基本作用是为蓄电池提供最佳的充电电流和电 压，能快速

20、、平稳高效的为蓄电池充电， 同时保护蓄电池， 避免过充现象的发生， 并在充电过程中减少损耗， 尽量延长蓄电池的使用寿命。 选择控制器的关键取决 于芯片的不同和电路的不同，以下从三个方面进行对比论证。 首先是简易并联调节的控制器， 其近似可以看作是恒流源对蓄电池充电。因 此，当在蓄电池达到浮充电压点时，蓄电池并没有充满，切断电源后，蓄电池电 压会有很大的降落。如果将浮充电电压点值设定得太高，欲使蓄电池尽量充满， 这样又会导致蓄电池的过早损坏。其充放电曲线不是很好， 因此只适用于小功率 的用户和要求不高的场合，特别适用于12V 和 24V 输入的 220W 以下的用户系 统。 其次是 PIC1F6

21、716，众所周知的 PIC 系列单片机具有的特点有，哈佛总线结构， 精简指令集技术， 寻址方式简单、 寻址空间独立， 代码压缩率高、 程序保密性强， 功耗低，驱动力强，拥有两种串行总线端口，外接电路简洁，开发方便，运用C 语言编程，程序存储器版本齐全等。具有性能完善，功能强大，学习容易，开发 应用方便等优点。 最后，对于芯片 AT89C51 的单片机。 AT89C51 单片机是美国 ATMEL 公司 生产的低电压，高性能 CMOS 8 位单片机，片内含 4K bytes 的可反复擦写的Flash 只读程序存储器和128bytes的随机数据存储器（ RAM ） ，器件采用 ATMEL 公司 的高

22、密度，非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51 指令系统。功能强大的 AT89C51 单片机可为用户提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控 制领域。 AT89C51的芯片管脚图如图2-1. 其主要特性为： 与 MCS-51 兼容 4K 字节可编程闪烁存储器 寿命： 1000写/擦循环 数据保留时间： 10 年 全静态工作： 0Hz-24Hz 三级程序存储器锁定 1288 位内部 RAM 10 32 可编程 I/O 线 两个 16 位定时器 /计数器 5 个中断源 可编程串行通道 低功耗的闲置和掉电模式 片内振荡器和时钟电路 鉴于对 AT89C51 比较熟悉，而且对于应用大型功率无人看

23、守的光伏发电系统， 直接关系到运行、维修的成本及系统的可靠性因此选择此款芯片。 第三章 系统基本介绍 系统由太阳能电池组件部分(包括支架 )、LED 光源、控制箱 (内有控制器 )等 几部分构成 ,太阳能电池板的设计对系统的抗风设计非常有利。蓄电池采用地埋 式，蓄电池箱采用防腐材料加工而成，可有防盗、防水、易于维修等作用。如图 3-1 所示。 太阳能电池：吸收太阳能，将光能转换成直流电能。 控制器：控制蓄电池的充放电的深度，延长蓄电池寿命，控制负载运行时 间及状态。 11 蓄电池：储存太阳能电池板产生的电能，在夜晚为负载提供电力。 图 3-1 系统组成 第四章 系统的硬件设计 4.1 系统电路

24、框图 太阳能 LED 路灯照明系统主要是由太阳能模块，蓄电池，LED 驱动电路， LED 灯具和控制器这五部分组成。首先，太阳能电池板是太阳能路灯系统中的 能量来源部分， 其作用是将太阳能直接转换成电能，供负载使用或存储于蓄电池 内备用。其次，控制器的基本作用是为蓄电池提供最佳的充电电流和充电电压， 实现快捷、平稳、高效充电，并在充电过程中减少损耗，尽量延长蓄电池的使用 寿命，同时防止蓄电池过充电和过放电。再者，蓄电池将太阳能阵列发出的直流 电直接储存起来，供负载使用。LED 驱动为 LED 灯具提供稳定的供电条件，使 得 LED 路灯能够达到太阳能路灯系统的照明要求，理想的灯具既要高效照明，

25、 又要尽可能的降低功率损耗。电路的结构原理框图如图4-1 所示。 12 图 4-1 系统电路框图 4.2 硬件设计的原理流程图 系统得以正常运行， 基于一个合理有序的流程， 本设计的流程思想如图4-2 所示： 图 4-2 硬件设计流程 13 第五章系统的软件设计 5.1 系统软件框图 系统主程序包括初始化程序和主循环程序，其流程图如图5-1 所示 图 5-1 主程序流程图 5.2 计时程序设计 计时程序的设计主要用到定时器的知识。下面我简述一下定时器的一些基础 知识。 MCS-51 单片机内部有两个16位可编程的定时器 /计数器，即定时器 T0 和定 14 时器 T1。它们既可用作定时器方式，

26、又可用作计数器方式。 定时器 /计数器的基本部件是两个8 位的计数器（其中 TH1，TL1 是 T1 的计 数器， TH0，TL0 是 T0 的计数器）拼装而成。 在作定时器使用时，输入的时钟脉冲是由晶体振荡器的输出经12 分频后得 到的，所以定时器也可看作是对计算机机器周期的计数器（因为每个机器周期包 含 12 个振荡周期，故每一个机器周期定时器加1，可以把输入的时钟脉冲看成 机器周期信号）。故其频率为晶振频率的1/12。如果晶振频率为 12MHZ ，则定时 器每接收一个输入脉冲的时间为1us。 定时器 /计数器有四种工作方式（方式0，方式 1，方式 2，方式 3） ，其工作 方式的选择及控

27、制都由两个特殊功能寄存器（TMOD 和 TCON）的内容来决定。 用指令改变 TMOD 或 TCON 的内容后，则在下一条指令的第一个机器周期的 S1P1时起作用。当为计数工作方式时，计数值的范围是：1256（28） 。当为定 时工作方式时，定时时间计算公式为： （28-计数初值） x 晶振周期 x12 或 （28- 计数初值） x 机器周期。 本次设计中用到了T0 和 T1 进行中断控制， T0 和 T1 用的都是方式一。在 中断子程序中放进了显示程序，中断时间为 2ms，可以实现数码管的动态扫描且 无闪烁感。 定时器程序流程图如图5-2 所示。 15 图 5-2 定时器程序流程图 5.3

28、中断程序设计 所谓中断 ,是指在计算机执行程序过程中,当出现某种情况 ,如发生停电或其 他情况时 ,由服务对象向 CPU 发出中断请求信号 ,要求 CPU 暂时中断当前程序的 执行,而转去执行相应的处理程序,待处理程序执行完毕后 ,再继续处理执行原来 被中断的程序。 中断子程序能实现时钟自动走时功能，从而实现倒计时的运行， 在程序设计 的过程中有着重要的作用。中断程序流程图如图5-3 所示 16 图 5-3 中断程序流程图 第六章 系统调试 6.1 软件调试 本设计采用的是 C 语言的编程方式，根据设计要求编写程序，并在Keil uVision2 软件中进行程序编写的调试，确定编写上没有错误后

29、，利用ISIS 7 Professional配合所设计的硬件电路进行系统的调试。 C 语言编写的程序有许多优越性： （1）不懂得单片机的指令集，也能够编写完美的单片机程序； （2）无须懂得单片机的具体硬件，也能够编出符合硬件实际的专业水平的 程序； （3）C 语言对数据进行了许多专业处理，避免了运行中间异步的破坏等。 源程序详见附录 2。 17 6.2 硬件及总体电路调试 根据原理图及 PCB 图制作电路板，焊接完成后，把程序烧写到 AT89C51 中， 把芯片插到电路中，接入5V 电源，数码管显示120000并开始正常走时，这时 通过按键部分调节当前时间、 开灯时间和关灯时间。 当时间到达相

30、应时间时， 路 灯自动开关，并在230000路灯会熄灭一半。如果没有设定开关灯时间，路灯则 在 190000时开启， 050000时熄灭。 调试中，起初数码管出现的全是8，而且不受按键的控制，这是由于初始值设定 中出现了错误， 设置了高电平有效， 导致数码管一直处于点亮状态，通过把初始 值设置为低电平， 数码管显示正常； 其次出现了按键的不灵敏， 这是由于按键的 延时消抖没有处理好，修改了延时时间的长短，按键正常。 6.3 系统改进方案 在本设计中首先存在不足的是断电保护，为了在断电的情况下系统也能够正 常工作，在电源供电方面进行改进： 用一组备用电池与电源并联，通过继电器连 接。继电器有 “

31、 常开、常闭 ” 触点，继电器线圈未通电时处于断开状态的静触 点，称为 “ 常开触点 ” ；处于接通状态的静触点称为“ 常闭触点 ” 。本设计中让 继电器的常闭触电一端与电源相连接，另一端与备用电池相连接。当正常 通电情况下，继电器断开，使备用电池断开，系统由电源供电，当电源断 电，继电器闭合，系统由备用电池供电，这样系统就可以在电源断电的情 况下也能正常工作。 其次是在阴雨天气，路面亮度不够，此时可以通过光感受模块来控制路灯的亮暗。 该模块由光敏二极管为核心元件， 通过光敏二极管对光线的采集， 反馈给单片机， 再由单片机来控制路灯的开关。 白天受光照时光敏二极管反向电阻减小，回路断 开，灯泡

32、熄灭；天黑时因光照很小，光敏二极管反向电阻增大，回路接通，路灯 点亮。在点亮或熄灭状态下仍受原来系统的控制。例如光敏二极管点亮路灯后， 若没有接收到由光敏二极管传出的关灯信号，则到达原系统设置的关灯时间， 路 灯也同样会熄灭 18 第七章 总结与心得 目前，太阳能 LED 照明的初步投资仍然是困扰我们的一个主要问题。但是， 太阳能电池光效在逐渐提高，而价格会逐步降低。同样的，市场上LED 的发光 效率在快速地提高， 而价格却在降低。 与太阳能的可再生、 清洁无污染以及 LED 的环保节能相比， 常规化石能源日趋紧张， 并且使用后对环境会造成日益严重的 污染。所以，太阳能LED 照明作为一种方兴

33、未艾的户外照明，展现给我们的将 是无穷的生命力和广阔的前景。 太阳能路灯设计是一个很有意义的设计，因为太阳能是清洁能源， 有很好的 发展前景， 有利于可持续发展， 未来必定会被广泛运用。 而太阳能路灯是太阳能 发展的产物，也将被广泛运用到生活上来。 每次的课程设计都是一个新的挑战，他让我们体会团结互助， 用大家的力量 来获得成功， 这是很有意义的事情。 且每次的设计， 我们都会遇到大大小小的问 题，我们会通过讨论，分工合作，去解决和实现这个问题。 每次的设计都会让我们学到很多东西。真的很感谢老师每次安排的课程设 计，这将是我们大学生活的一个美好回忆。 附录 1 总体电路图： 19 附录 2 源

34、程序： #include “reg51.h“ Unsigned char code changled10=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d, 0x7d,0x27,0x7f,0x6f/ unsigned char led6;/ unsigned char kaideng3;/ 灯开灯的时间 unsigned char present_time3;/ 灯开灯的时间 unsigned char xiao3;/ 灯关小的时间 unsigned char flash=0;/ 片选扫描多少时间换一个位显示 unsigned char timemeasure=0;/T1 中断次数计

35、算40*20=1 秒 20 unsigned char flash_cs=0;/ 片选哪个位 sbit dadeng=P14;/ 灯关小一点的控制 sbit xiaodeng =P15;/ 灯大的控制 a unsigned char tiaozheng=0;/ 调整灯关开暗的状态 bit enablebit=0; unsigned int enabletime=0; sbit P1_0 =P10; sbit P1_1 =P11; sbit P1_2 =P12; sbit P1_3 =P13; /调整时间1 为调整目前的时间， 2 为调整关灯时间， 3 为调整秒 void change_data

36、(unsigned char i) unsigned char x,change; if(i=1) x=present_time0; led0=x/10-change*10; x=present_time0; led1=(unsigned char)(x-change*100-led0*10); x=present_time1; change=x/100; x=present_time1; led2=x/10-change*10; x=present_time1; led3=(unsigned char)(x-change*100-led2*10); x=present_time2; chan

37、ge=x/100; x=present_time2; led4=x/10-change*10; x=present_time2; led5=(unsigned char)(x-change*100-led4*10); if(i=2) x=kaideng0; change=x/100; x=kaideng0; led0=x/10-change*10; x=kaideng0; led1=(unsigned char)(x-change*100-led0*10); x=kaideng1; change=x/100; x=kaideng1; 21 led2=x/10-change*10; x=kaid

38、eng1; led3=(unsigned char)(x-change*100-led2*10); x=kaideng2; change=x/100; x=kaideng2; led4=x/10-change*10; x=kaideng2; led5=(unsigned char)(x-change*100-led4*10); if(i=3) x=guandeng0; change=x/100; x=guandeng0; led0=x/10-change*10; x=guandeng0; led1=(unsigned char)(x-change*100-led0*10); x=guanden

39、g1; change=x/100; x=guandeng1; led2=x/10-change*10; x=guandeng1; led3=(unsigned char)(x-change*100-led2*10); x=guandeng2; change=x/100; x=guandeng2; led4=x/10-change*10; x=guandeng2; led5=(unsigned char)(x-change*100-led4*10); /*改变灯的状态 */ void change_deng(unsigned i) if(i=0) dadeng=1; xiaodeng=0; if

40、(i=1) dadeng=0; xiaodeng=1; 22 if(i=2) dadeng=0; xiaodeng=0; /*秒分时进初始化 */ void init(void) guandeng0=6;/6 ： guandeng2=0; kaideng0=18; kaideng1=0; kaideng2=0; present_time0=12; present_time1=00; present_time2=00; xiao0=23; xiao1=00; xiao2=00; /*定时器 0*/ T0_in() interrupt 1 using 3 unsigned char bb; fla

41、sh+; enabletime+; if(flash=15) flash=0; if(flash_cs=0) P2=254; if(flash_cs=1) P2=253; if(flash_cs=2) P2=251; if(flash_cs=3) P2=247; if(flash_cs=4) P2=239; if(flash_cs=5) P2=223; bb=ledflash_cs; P0=changledbb; 23 if(flash_cs!=5) flash_cs+; else flash_cs=0; if(enabletime=555) enabletime=0; enablebit=1

42、; /*定时器 1*/ T1_in() interrupt 3 using 3 TH1=(65535-40000)/256;/40MS 中断一次 TL1=(65536-40000)%256; TR1=1; timemeasure+; /*秒分时进判断钟 */ if(timemeasure=25)/40*50=1s timemeasure=0; if(present_time20) if(tiaozheng3) if(tiaozheng6) if(tiaozheng=1) present_time0-; else present_time0=23; change_data(1); if(tiao

43、zheng =2) if(present_time1=1) present_time1-; else present_time1=59; change_data(1); if(tiaozheng =3) if(present_time2=1) present_time2-; else present_time2=59; change_data(1); 30 /开灯时间调整 if(tiaozheng =4) if(kaideng0=1) kaideng0-; else kaideng0=23; change_data(2); if(tiaozheng =5) if(kaideng1=1) kai

44、deng1-; else kaideng1=59; change_data(2); if(tiaozheng =6) if(kaideng2=1) kaideng2-; else kaideng2=59; change_data(2); if(tiaozheng =7) if(guandeng0=1) guandeng0-; else guandeng0=23; change_data(3); if(tiaozheng =8) if(guandeng1=1) guandeng1-; else guandeng1=59; change_data(3); if(tiaozheng =9) if(g

45、uandeng2=1) 31 guandeng2-; else guandeng2=59; change_data(3); 参考文献 1 杨恒 .LED 照明驱动电路设计与实例精选M. 北京：中国电力出版社， 2008：90-100 2 周志敏，周继海，季爱华.LED 驱动电路设计与应用 M. 北京：人民邮 电出版社， 2006:120-123 3 陈维，沈辉，丁孔贤等 .太阳能 LED 路灯照明系统优化设计J.中上大学 学报（自然科学版），2005， （S2）:45-50 4 邱望标，黄志辉 .基于蓄电池均充模式的太阳能LED 照明系统设计 J. 低压电器， 2008， （02） ：42-44 5 吴理博，赵争鸣，刘建政.用于太阳能照明系统的智能控制器J.清华大 学学报（自然科学版） ，2003,43（9） ：1195-1198 6 何朝阳，戴君，吴立琴.太阳能路灯控制器的设计J.电力电子技术， 2006,12:69-72 7 孙余凯，吴鸣山，项绮明等.典型开关电源电路识图与应用快捷入门.北京： 电子工业出版社， 2010.8：138-148