1、I清华大学本 科 毕 业 论 文基于单片机控制的太阳能 LED 路灯照明系统专 业 名 称 自动化 申请学士学位所属学科 工科 指导教师姓名、职称 2012 年 5 月 10号摘要I摘 要本设计基于 AT89C52 单片机，太阳能采集板吸收的太阳能经逆变器转化为稳定的+5V 电压作为各器件的供电电源。热释传感器检测移动物体，及由光敏电阻组成的分压电路检测周围环境明暗情况。矩阵键盘键入数据后经芯片AT89C52 控制由 LCD 显示相应信息。单片机与上位机之间由 RS232 串行通信接口连接，使软硬件相结合。整个过程完成了基于单片机的太阳能路灯照明控制系统的要求。设计电路主要分为核心单片机、太阳
2、能采集电路、蓄电池存储及电压检测电路、负载输出控制与过流检测电路、红外传感器距离感应电路、键盘电路、节能 LED 电路、串口通信电路、LCD 显示等模块。设计中各状态均由按键控制，并以 128*64 点阵 LCD 显示，操作简单，功能齐全，界面友好。关键词：负载输出控制及检测电路 太阳能采集电路 LED 红外感应 AbstractIIAbstractThis design based on the AT89C52 single chip computer, solar collection plate absorbs solar via inverter into stable + 5V vo
3、ltage as each device of power supplies. Heat release it sensor detection, and moving object by photosensitive resistors points voltage circuit testing environment light and shade. Matrix keyboard type data by AT89C52 control after chip LCD the corresponding information. Between SCM and PC by RS232 s
4、erial communication interface connection, make combining software. The whole process completed based on SCM solar LED street lamp lighting control system requirements. Circuit design mainly divided into core microcontroller, solar acquisition circuit, battery storage and voltage detection circuit, l
5、oad output control and flow detection circuit, infrared sensor distance induction circuit, keyboard circuit, energy-saving LED circuit, serial communication circuit module, LCD display. Design of each state all by buttons control, and to 128 * 64 dot matrix LCD display, simple operation, the functio
6、n is all ready, friendly interface Key words: load output control and detection circuit solar data acquisition circuit LED infrared sensor目录III目 录1 绪论11.1 设计研究的原因、目的与意义11.2 国内外研究现状及发展趋势12 系统原理及各组成模块22.1 系统原理 22.2 系统各模块介绍22.2.1 太阳能采集及电源模块22.2.2 A/D 电压采样模块32.2.3 物体检测模块和环境明暗检测模块52.2.4 路灯控制模块62.2.5 键盘电路
7、模块 72.2.6 LCD 显示模块82.2.7 时钟模块92.2.8 串口通信模块102.2.9 过流保护及声光报警模块102.2.10 太阳能电池组件及负载 LED 开关控制122.3 硬件连接过程中应注意的事项132.3.1 电路接地去噪问题 13目录IV2.3.2 布线注意事项143 软件编程143.1 软件编程要点143.2 程序主流程图及按键功能规划143.3 A/D 转换程序153.4 蓄电池电压检测电路154 总结及展望154.1 所获心得及结论154.2 前景展望17参考文献17致 谢18附 录18泰山学院本科毕业（论文）11 引言1.1 研究原因、目的与意义伴随着日益严重的
8、能源危机，可再生能源的开发与利用渐渐成为人们研究的话题。一种新的可再生能源进入人们的视线-太阳能，因其环保、用之不竭等优点，在当代社会被视为重点研究对象。以太阳能作为供能源的路灯，因其安全环保，无需专人负责，无需计算日后费用开支，无需高难度架设输电线路和挖沟等高难度铺设方式可以轻便的安设于广场、公园等地区。诸多优点成为人们心中的必选之一。太阳能作为一种“取之不尽，用之不竭“的安全、环保新能源越来越受到重视太阳能照明没有安全隐患：太阳能灯具是超低压产品，运行安全可靠。其它优势：绿色环保，能够很符合要求的为生态小区服务；减轻物业部门的管理压力；从而减轻业主的经济负担。太阳能路灯更是具有：节能环保、
9、便于安装、易于维护、自动控制等固有的优质特性，继而在服务于大型销售楼盘以及市政工程方面做出杰出贡献。伴随着可持续发展观深入人心，人们在积极寻求各种可再生能源的同时也在积极倡导节能环保的技术，而在照明这一方面，寿命长、节能环保、绿色安全、色彩多样、微型化的 LED 固态照明也渐渐成为现代人们心中的最佳选择之一，而太阳能 LED 灯同时融合了前两者的优势。LED(Light Emitting Diode，发光二极管) 是一种能够将电能转化为可见光的半导体发光器件，不依靠灯丝发热来发光，而是依靠材料中的正负电荷复合来发光，能量转化效率非常高。具有高效、节能、寿命长、免维护、环保等优点。LED 作为发
10、光二极管是采用的低压直流供电特性，控制成本低而且具有安全特点。LED 的响应时间平时仅有几纳秒到几十纳秒，促使频繁的开关，明暗调节成为可能。并且 LED 是一种全固态的发光体，耐震、不易破碎、散热量低、没有热辐射、是冷光源、最重要的是不含汞、钠元素等危害身体健康的物质，废弃材料可回收、无污染。泰山学院本科毕业（论文）21.2 国内外研究现状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，已经初步形成在“产业上规模、技术上水平、产品上档次和市场要规范”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。建设部和发改委明确提出
11、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。然而，业内人士也指出，由于存在成本、技术等诸多问题，现阶段推广太阳能路灯遇到“瓶颈”困扰。目前，美、日、欧盟等发达国家都推出了相应的屋顶光伏
12、计划。2 系统原理及各组成模块2.1 系统原理由太阳能采集板吸收的太阳能经逆变器转化为稳定的+5V 电压，作为各器件的供给电源。为了防止蓄电池电压过放及负载过流保护，提取采样电压或电流经 ADC0809 状态模/数把信息及时反映到单片机芯片。由热释传感器检测移动物体，及由光敏电阻组成的分压电路检测周围环境明暗情况，两者产生的信号也由 ADC0809 模/数转换，把相应信息送往 AT89C52。AT89C52 作为控制芯片，收到相应信息后经相应接口发出控制信息，控制负载电流及蓄电池电压。矩阵键盘键入数据后经芯片控制由 LCD 显示相应信息，由于 DS1302 的存在，也会出现具体时间。在整个过程
13、中，单片机与上位机之泰山学院本科毕业（论文）3间由 RS232 串行通信接口连接，实时与软件编程相连，使软硬件相结合。其系统总框图如图 2-1 所示。L E D 灯负载供电电路太阳能电池单片机A T 8 9 C 5 2电流采样电流电压A D C 0 8 0 8 9I N 1人体检测明暗检测I N 7I N 6上位机 P CL C D 屏D S 1 3 0 2R S 2 3 2键盘电压采样图 2-1 系统总框图2.2 系统模块介绍本模拟系统以 AT89C52 为核心，主要以太阳能采集、A/D 电压采样模块、过流保护模块、LCD 显示模块、环境明暗检测模块和物体检测、路灯控制模块、按键模块等模块组
14、成。2.2.1 太阳能采集及电源模块系统在白天通过太阳能电池板将太阳能转换成电能存储起来，然后在晚上供给照明设备。该系统采用了阀控密封铅酸蓄电池（VRLA）作为电能存储设备，同时将大功率白光 LED 作为照明设备。图 2-2 示出太阳能采集系统框架结构图。充电管理模块对太阳能电池板阵列进行最大功率点跟踪（MPPT），并对蓄电池进行充电，LED 驱动模块采用蓄电池中的电能对大功率白光 LED 阵列进行泰山学院本科毕业（论文）4驱动；系统采用 DSP 微控制器进行 MPPT 控制、蓄电池充电管理和 LED 驱动控制电源模块：通过整流滤波得到稳定的+5V 电压, 如图 2-3 电源模块所示。图 2-
15、3 电源模块2.2.2 A/D 电压采样模块在 ADC0809 的电源和接地排针间具有足够高的本地高频去耦，可以更好的使用工作系统，但是芯片的不同电源总线间可能存在噪声耦合。除了本地去耦外，还可以在单个电源总线上添加滤波电路。ADC0809 输出电路：ADC 的模拟输入与数据输出之间存在少量的寄生电容，ADC 数据输出线上的噪声会通过这些寄生电容耦合到模拟输出端，导致 ADC的 SNR 和有效位数 ENOB 下降。为解决这一问题，可在 ADC 数据输出端接一锁存器。ADC0809 是 CMOS 工艺，利用逐次逼近的 8 位 A/D 转换模片，28引脚式双列直插式封装，片内除 A/D 装换部分以
16、及多路模拟开关部分，多路开关有 8 路模拟量输入，最多允许 8 路模拟量分时输入，共用一个 A/D 转换器进行转换。图 2-4 为 ADC0809 的时序图。图 2-4 ADC0809 的时序图泰山学院本科毕业（论文）5ADC0809 工作原理:将 8 路模拟量输入信号进行分时处理，ADC0809 利用模拟开关切换实现。在某一时间点，模拟开关只与其中一路模拟量通道接通，对此通道进行 A/D 转换。如果地址锁存的信号 ALE 是高电平时，ADDA 、ADDB 、ADDC 三条线上的数据就可以送入 ADC0809 内部地址锁存器中，通过译码器译码选中某一条通道。当 ALE 信号为 0 时，地址锁存
17、器此刻处于锁存状态，模拟开关一直和刚才选中的输入通道处于接通状态。当选中通道中的模拟量传输到 A/D 转换器时，A/D转换器并不能对其进行 A/D 转换。只有当转换启动信号端 START 出现下降沿并且出现延迟情况后才能启动芯片进行 A/D 转换，否则 START 的上升沿复位ADC0809。A/D 转换完成后，A/D 转换结果传送到三态锁存输出缓冲器，此时 A/D 转换的结果还没有出在 DB0DB7 八条数字量输出线上，因而单片机不能够获取。单片机想读到 A/D 转换结果，则必须使 ADC0809 的允许输出控制端 OE 成为高电平，打开三态输出锁存器。图 2-4 中 EOC 是转换完成后的
18、输出信号。在 A/D转换期间，EOC 维持低电平，当 A/D 转换完成时， EOC 变为高电平。ADC0809的 START 端达到下降沿后，并不立刻进行 A/D 转换，而是延迟 10s 后，才开始 A/D 转换。ADC0809 与单片机的连接可以采用查询方式，也可采用中断方式。图 2-5 ADC0809 与单片机的连接为中断方式连接的电路图，由于 ADC0809 片内有三态输出锁存器，因此可直接与单片机接口。泰山学院本科毕业（论文）6图 2-5 ADC0809 与单片机的连接这里由 P2.7 和 联合控制启动转换信号端(START)和 ALE 端，P2 口的低三位地址线加到 ADC0809
19、的 ADDA、ADDB、ADDC 端，用于控制选通模拟输入通道。启动 ADC0809 的工作过程是：先送通道号地址到 ADDA、ADDB、ADDC，由 ALE 信号锁存通道号地址，后让 START 有效，启动 A/D 转换，产生 信号，使 ALE、START 有效，锁存通道号并启动 A/D 转换。A/D 转换完毕，EOC 端发出一正脉冲，申请中断。中断服务程序中，产生 信号，使 OE 端有效，打开输出锁存器三态门，8 位数据便读入到单片机中。2.2.3 物体检测模块和环境明暗检测模块信号采集模块包括物体检测模块和环境明暗检测模块，两者功能如下：物体检测模块：采用热释传感器检测。它是由一类高热电
20、系数材料，如锆钛酸铅系类陶瓷、钽酸锂类、硫酸三甘钛类等制成标准尺寸为 2*1mm 的探测性元件。在每个探测器之中装入一个或者两个探测性元件，并将两个探测性元件以反极性方式串联，以抑制自身温度升高而导致的干扰。由探测元件将探测和接收到的红外辐射转变为微弱的电压信号，经过装在探头内的电场效应管放大之后向外输出。人体辐射出的红外线中心波长范围为 910-um，而探测元泰山学院本科毕业（论文）7件的波长的灵敏度范围是 0.220-um 范围内基本是稳定不变。在传感器顶端安装了一个装有滤光镜片的特制窗口，此滤光片允许通过光的波长范围为710-um，范围正好适合于人体红外辐射的探测标准，对于其它波长的红外
21、线由滤光片吸收，这样就形成了专门探测人体辐射的红外线传感器。优点：本身不发任何类型的辐射，器件功耗很小，隐蔽性好。价格低廉。缺点：容易受各种热源、光源干扰 ；被动红外穿透力差，人体的红外辐射容易被遮挡，不易被探头接收；环境温度和人体温度接近时，探测和灵敏度明显下降，有时造成短时失灵。环境明暗检测模块：该模块需要检测环境光的变化，根据环境光的明暗进行路灯开关的自动控制。基于此要求采用由光敏电阻组成的分压电路进行检测。光敏电阻器又称光导管，特性是在特定光的照射下，其阻值迅速减小，可用于检测可见光。在不同的光强下，光敏电阻的电阻值会发生明显变化，光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射
22、光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光通过检测不同光强下电阻值的变化量来控制路灯的开和关。如图 2-6 检测明暗模块所示。图 2-6 检测明暗模块泰山学院本科毕业（论文）82.2.4 路灯控制模块该模块采用节能的 1W LED 灯，当电路出现故障时，单片机通过 A/D 采集电路采样点的电压变化量后对数据进行处理。路灯控制电路如图 2-7 所示。图 2-7 路灯控制电路2.2.5 键盘电路模块矩阵键盘适用于按键数量较多的场合，它由行线和列线组成，按键处于行列交叉点上，一个 4*4 的行列结构构成了一个含有 16 个按键的简易键盘，很明显，当按键数较多情况下，矩阵键盘比独立键盘相比，能
23、够节约很多的 I/O口。矩阵键盘的工作原理：按键分布在行列交点上，行列线分别接通到按键开关的两个端部。行线利用上拉电阻接在+5V 上。当无按键抖动时，行线为高电平状态，当有按键按下时，行线电平状态由与此相连的列线电平来决定。列线为低，则行线电平也变为低；列线电平如果高，则行线电平也是高。这一点是识别矩阵按键所处状态的关键。因为矩阵键盘中行列线多键共用，各个按键均能够影响改键所在行和列的高低电平。因此各按键将相互发生影响，所以必须将行、列线信号搭配起来并且做恰当的处理，才能确定闭合键所在的位置。ADC0809 通过矩阵按键对系统进行一定的设置。本太阳能路灯控制系统通过键盘设定。设计为 8 个按键
24、。可根据实时需求选择 LED 太阳能路灯是处于何泰山学院本科毕业（论文）9种工作模式，若选择时控模式，可通过 SET 按键，选择UP、 DOWN、LIFT、RIGHT 设定路灯系统运行的时、分，按 ENTER 确认，以保存设定的信息。键盘电路设计如下图 2-8 矩阵键盘 所示，为了便于设定且有直观的人机操作界面，按键相对偏多。图 2-8 矩阵键盘2.2.6 LCD 显示模块液晶是一种介于液体与固体之间的热力学的中间稳定相，其特点是在一定的温度范围内既有液体的流动性和连续性，又有晶体的各向异性，分子两头有极性。液晶显示器 LCD(Liquid Crystal Display)的驱动方式由电极引线
25、的选择方式确定，一般有静态驱动和时分驱动两种，由于直流电压驱动 LCD 会使液晶体产生电解和电极老化，从而大大降低 LCD 的使用寿命，所以驱动方式多采用交流电压驱动。由于现有的液晶显示器通常都集成了液晶显示驱动电路，使用时直接对液晶显示驱动芯片操作即可，这里对于液晶的驱动方式就不做过多的介绍。通常使用的 LCD 有两种，一种是字符型液晶显示器，一种是点阵式液晶显示器。字符型 LCD 能够显示字母、数字、符号等 192 钟 ASCII 码对应的字符，而点阵式液晶显示器除了能够显示字符外还能够显示中文和图形。本体统采用点阵式液晶显示器。利用点阵式液晶显示器可以实现中文的操作和提示界面，泰山学院本
26、科毕业（论文）10增强人机交互性，同时图形显示的引入也对设备的显示性能有极大的改善。当然，点阵式液晶的操作和控制也相应的比字符型液晶的复杂一些。图 2-9 为LCD128*64 显示路灯控制模块。图 2-9 LCD128*64 显示路灯控制模块2.2.7 时钟模块：DS1302时钟芯片 DS1302 是 DALLAS 公司推出的涓流充电时钟芯片 ,内含有一个实时时钟/ 日历和 31 字节静态 RAM,通过简单的串行接口与单片机进行通信实时时钟/ 日历电路.提供秒分时日日期 .月年的信息,每月的天数和闰年的天数可自动调整时钟操作可通过 AM/PM 指示决定采用 24 或 12 小时格式.DS13
27、02 与单片机之间能简单的通过同步串行的方式进行沟通,只需用到三个接口线:1 RES 复位,2 I/O 数据线,3 SCLK 串行时钟.时钟/RAM 读 /写数据以一个字节或者多达31 字节的字符组方式进行通信.DS1302 工作当中功耗很低,其中在保持数据以及时钟信息时功率不大于 1mW.DS1302 是由 DS1202 改进得来的,其中增加了以下特性.双电源管脚被用于主电源和为备份电源供应 Vcc1,为可编程的涓流充电电源附加七个字节的存储器.它广泛应用于电话传真便携式仪器以及电池供电的仪器仪表等产品领域.时钟可以由两种方式产生，即内部方式和外部方式。内部方式：在 XTAL1 和 XTAL
28、2 端外接石英晶体做定时元件，内部反相放大自激泰山学院本科毕业（论文）11振荡，产生时钟。时钟发生器对振荡脉冲二分频，即若石英频率为 6MHz，则时钟频率为 3MHz。外部方式：可以通过 XTAL1 和 XTAL2 接入外部时钟。我采用外部方式。振荡电路模块如图 2-10。图 2-10 振荡电路模块2.2.8 串口通信模块max232 是由德州仪器公司（ TI）推出的一款兼容 RS232 标准的芯片。由于电脑串口 rs232 电平是-10v+10v，max232 就是用来进行电平转换的，该器件包含 2 驱动器、 2 接收器和一个电压发生器电路。该器件符合 TIA/EIA-232-F标准，每一个
29、接收器将 TIA/EIA-232-F 电平转换成 5V TTL/CMOS 电平。每一个发送器将 TTL/CMOS 电平转换成 TIA/EIA-232-F 电平。 串口通信及其电平转换如图 2-11。图 2-11 串口通信及其电平转换泰山学院本科毕业（论文）122.2.9 过流保护及声光报警模块 设计的负载输出有相对独立的控制和检测机制，具有较为完善的过流及短路保护措施，电路原理如图 2-12 所示。其中设计了多至两级的保护：第一级采用了由 R7(0.01 康铜丝) 、运放 LM358 以及比较器 LM393 等器件组成的过流、短路检测系统，另外配合单片机的 A/D 转换及外部中断反应来实现负载
30、过流和短路保护，是一种硬件加软件的保护方式，LM358 输出送的 A/D 转换模拟信号输入端 IN0 口，用于过流信号的识别，当电流大于额定电流的 20并且维持30 s 以上，则确认为过流；短路电流整定设定为 10 A，响应时间设定为毫秒数量级别。第二级利用电子保险丝保护，当流经电子保险丝的电流骤然增加时，温度即随之升高。随之电阻大幅增加，工作电流大幅降低，实现保护电路的目的，秒数量级响应，特殊电流响应过后电子保险丝恢复成为低电阻抗导体，不需要人为更换或维修。系统采用此两级保护措施之后，估算在长达数小时的负载断路后控制器都不会出现烧毁电路情况，能有效杜绝传统保险丝对电路进行一次性保护，杜绝器件
31、烧毁人为更换的棘手问题，与短路后需手动复位或断电后重新开启的系统相对比，具有明显的优点。提高了太阳能路灯控制器维护的效率，提高了系统的安全系数。负载输出控制与检测电路如图 2-12。图 2-12 负载输出控制与检测电路声光报警模块泰山学院本科毕业（论文）13采用声光报警外接电路模块，当路灯出现故障时（灯不亮），蜂鸣器发出声光报警信号，同时报警指示灯也会点亮。声光报警电路如图 2-13。图 2-13 声光报警电路2.2.10 太阳能电池组件及负载 LED 开关控制单片机检测蓄电池电压，防止过放。低于最低限值时，单片机发出断开电池开关信号。当 BAT-switch1 为高电位时，经过非门变为低电位
32、，光耦工作，右侧电阻输入信号为高电位，Q9 工作，输出高电位 ,Mosfet 开通。反之，当BAT-switch1 为低电位时，经过非门变为高电位，光耦不工作，右侧电阻输入信号为低电位，Q11 工作，输出低电位 ,Mosfet 管关断，如图 2-14 蓄电池过放电路所示。如图 2-14 蓄电池过放电路单片机检测 LED 负载电压， LED 分为两组，每组可提供 9W 功率，一起工作可提供 18W 功率。根据时段不同，有选择的开启 1 组或 2 组以此满足功率需泰山学院本科毕业（论文）14求，且在一定时段可节省能源。通过切断一组 LED 可控制负载输出为 18w 还是9w。原理同上。电气原理图如
33、图 2-15 负载 LED 开关控制所示。图 2-15 负载 LED 开关控制2.3 硬件连接过程中应注意的事项2.3.1 电路接地去噪问题任何一个电路系统，都会涉及到接地问题，实际上，接地是极其重要的设计考虑。可以使用两种不同的方法：一、使用拆分接地，其中包括模拟接地和数字接地，连接在一个点上；二、使用一个整体接地。使用拆分法接地可以很方便的获得最佳防噪性能。但可能遇到 RFI/EMI 问题。尽管使用单个接地板难以获得优良的设计，但可以更容易地把 RFI/EMI 问题最小化，因此本系统均使用单一接地方法。电路中不希望任何数字回路电流沿直线流动从而流过甚至接近其它模拟元件，特别是处理低电平信号
34、和 ADC 的元件。接地电流流经低电阻，可能导致在接地中出现一些噪声变化。如果来自模拟元件的接地电流从模拟部件返回电流遵循相同的路径，则模拟信号中的噪声将会增加，并且将显示在放大器和 ADC中。如果决定使用两个接地板，则数字和模拟接地排针应该具有相同的电位。大多数数据表示他们应该为 100mV，后者有时为 50mV 或 250mV，但实际上它们应具有相同的电位。电路系统中不应该使用单个通孔将它们连接至接地板。应该将它们单独连接，尽量分开，距离尽可能为 2 到 3 厘米，原因是通电电路一般对于 1 到 1.5nH 的感应产生电感。该 nH 级电感是在高速数字边缘率才出泰山学院本科毕业（论文）15
35、现的大阻抗，类似的阻抗能够使数字信号在其通路上发出噪声，该噪声可以耦合至模拟接地，因此在 ADC 的输入端产生模拟噪声。因此应尽量避免在相同位置的接地板中布置模拟地和数字地插针，但是一定要确保模拟及数字触地插针有相同的电位，更重要的是，需要把数字输出驱动器回路排针与其它接地排针分隔开。我尽量在所有 IC 器件的电源输入出采用一个 0.1uF 的瓷片电容和一个100uF 的电解电容并联接地，形成一个电荷池，有效地抑制了 IC 对电源的影响。电容连线靠近电源并尽量短粗，一般我直接用焊锡连接。模块与模块之间的信号用同轴线，可以有效地屏蔽信号，防止信号与外部串扰。2.3.2 布线注意事项（1）布线时尽
36、量减少回路环的面积，以降低感应噪声。（2）布线时，电源线和地线要尽量粗。除减小压降外，更重要的是降低耦合噪声。（3）对于单片机闲置的 I/O 口，不要悬空，要接地或接电源。其它 IC 的闲置 端在不改变系统 逻辑的情况下接地或接电源。（4）在速度能满足要求的前提下，尽量降低单片机的晶振和选用低速数字 电路。（5）IC 器件尽量直接焊在电路板上，少用 IC 座。3 软件编程3.1 软件编程要点主程序主要完成按键判断及按键操作、定时器自动引发电流检测。以及对按键的操作，和电流检测过放的响应等，是程序的主体部分。用定时器定期检测负载是否过流，自动检测比手动按键更方便易行。程序中以定时器实现了看门狗的
37、功能，使程序可用性、可靠性均加强。泰山学院本科毕业（论文）163.2 按键功能规划按键功能规划如下图 2-16 按键功能，模拟最常用按键方式：图 2-16 按键功能当按 Set 键时开始输入距离数据， 09 分别对应十个数字输入Backspace 表示退格，Enter 键输入距离数据并在 LCD 上显示，经距离判断，作相应响应。F1 键，用于设置状态的识别； F2 键，用于自检，根据程序流程，分别实现不同功能。3.3 A/D 转换程序AD 转换中，先使通道有效，即将 P1.6 置高，AD 方可采集到信号，然后AD 转换。转换完毕时，将 EOC 信号接在 端，当转换完毕即引起中断，将电流采集出来
38、，并进行相应操作。3.4 蓄电池电压检测电路介绍一下下面的流程图。泰山学院本科毕业（论文）17图 3-1 蓄电池电压检测4 结束语4.1 总结设计初期，我在图书馆查阅大量文献资料，自主地积累专业基础知识，最后向指导老师交流取经并制定方案；设计中期，我详细按硬件、软件分为两组同时进行研究，于此同时又按核心单片机、太阳能采集电路、蓄电池存储及电压检测电路、负载输出控制与过流检测电路、红外传感器距离感应电路、键盘电路、节能 LED 电路、LCD 显示等模块等个个攻关；设计预期，在电路各模块以及软件流程已初步编写都基本成型的情况下，开展深入调试。设计进行到最后，我也取得了一定的成果：硬件方面熟悉了 A
39、T89C52 单片机、负载输出控制与检测电路、键盘电路、LED 电路、LCD 显示的各个组件的设计，并对AT89C52 单片机有了更系统、深刻的认识；软件的编写功底也有所提高。本次设计中，我不仅从学到了科学的研究方法扩宽了知识面。自己的自学能力不断提高。发现解决问题的能力也得到加强。要学会搜集知识，和同学老师多交流。相信这在今后定是我的一笔无价的财富！这种种都不是课本上面所能学到的，需要实际的操作经验来解决，这就大大提高了我诸如自主设计、独立思考分析问题的能力以及对学习油然而生的莫大的兴趣。经过这次毕业设计，泰山学院本科毕业（论文）18我又重温了曾经的点点滴滴，它给我的大学画上了一个圆满的句号
40、。自己在一个一个扎实的脚印中慢慢成长，最终成为一棵顶天立地的大树。在整个个过程中，我收获的不仅仅是知识，还有很多很多。通过这次设计，我发现在实际中遇到的,与在课堂上讲的是不尽相同甚至是课堂上从来都没提及过的。因为设计充满了各种不确定因素，原理正确的电路图不一定能做出正常运行的结果.课堂上的一些原理是在理想情况下的假设，而实际往往与理想相差甚远。当然设计的成功需要一个重要的因素认真。我相信，事无大小，只要认真了，凡事都有可能成真。虽然没有做出最后最满意的结果，但在整个过程中，自己学会了很多。我一直都非常认真地对待这个设计，从电路图的设计原理，到元器件引脚的识别，我都是毫不马虎地去认识理解。当然再
41、认真也有大意的时候，我就有些地方犯了一些很低级的错误导致设计卡壳而使设计无法进展，设计进程停滞不前，在那段时间里，我或多或少都有些烦躁，不知道问题出在哪儿，但经过别人的一番开导与鼓励，我端正了态度，正视了设计中遇到的苦难，并将其一一克服。所以说做设计不仅需要创造力，也一定要心细，比如说事先元器件好坏的检测，引脚的正反等这些事虽小但都要注意，因为很可能恰恰就是这些不起眼的小因素导致了错误，影响了大局。其实，做其他的事情又何尝不是如此呢？认真仔细是一种习惯，当你养成了这种习惯的时候，你会受益匪浅。还有一点，学习是不能盲从的，一定要有怀疑精神，以怀疑但不钻牛角尖的态度来对待设计。我大学生不能被动的接
42、受知识，而应该理性的应用知识，任何一种观点理论都要经过自己理性的思考之后再作出判断。相信自己，敢于提出自己的观点，错了又会怎么样呢，没人去责怪一个独立思考的学生的，探求真知才是最重要的。作为当代中国的大学生,不应该还是一味被动的等待别人告诉你应该做什么了,而是应该主动的去了解自己要做什么,然后全力以赴的去完成。还有一点：兴趣激发创造的火花。结 论本次设计，经过前期准备、中期理论研究、后期制作，最终完成了基本功能。设计中，首先搭建了以 AT89C52 为核心的单片机系统平台，通过译码器 74HC138 从 P2 口引出 8 位片选，74LS393 分频时钟，基本逻辑门以及锁存器 74HC573
43、实现单片机总线扩展，以及 128*64 点阵 LCD 和矩阵按键组合成基泰山学院本科毕业（论文）19本电路。按键功能完善，LCD 显示界面友好。又利用扩展总线控制 ADC0809 转换器，经 AD 采样课采集到本题中需要检测的负载电流。然后，着手了连接外围电路，负载过流检测，以及 LED 灯自动开关控制。软件方面，完成基本的 LCD 显示，以及按键功能，处理良好。对于无法完成的模块，作了一些较为行之有效的模拟。首先，模拟红外传感器检测物体距离，作出是否点亮 LED 灯响应；其次模拟光敏电阻得到的参数判断明暗变化，并作出白天黑夜不同的反应。在本次设计中，深刻体会了节能的理念，并亲身尝试其在电路中
44、的实现，收获颇丰。学会了 Keil UV4 、DXP、串口调试工具等软件，并能灵活运用它。设计，增强了我的实力，也磨练了我的意志，并教会我追求卓越的品质！由于各方面条件限制，一部分本模块研究仍处于初步研究，还不能很透彻的直接实际运用。但我相信，经过自己以后在进一步的学习研究中，将会有更深层次的理解及运用。4.2 美好前景展望随着经济的发展，各国对能源的需求越来越大。太阳能光伏发电是世界公认的技术含量最高、最有发展前景新能源。太阳能与 LED 相结合的技术运用在路灯领域完全符合“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
45、园绽放”的尴尬境地的情况，我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。泰山学院本科毕业（论文）20参考文献1 李朝青（编）.单片机原理及接口电路M:北京航空航天大学出版社，2007.2 黄根春，陈小桥，张望先（编）M.电子设计教程: 电子工业出版社，2007.83 董尚斌（主编）.电子线路M：清华大学出版社，2006.4 王建华，吴季平,徐伟.太阳能应用研究进展J.水电能源科学，2007(4)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(09)6 郭廷玮，刘鉴民等.太阳能的利用M
46、.北京：北京科技文献出版社，1987 年版7 华坤，李彦.太阳能 LED 路灯控制器的设计J.微计算机信息,2009(2)8 徐甦,郑展望,沈杭军.太阳能路灯技术的国内外研究动态及其在浙江新农村建设中的应用J.污染防治技术,2007(5)9 王化祥，张淑英（编）.传感器原理及应用：天津大学出版社，2007泰山学院本科毕业（论文）21致 谢在整个设计过程中，自己的自学能力不断提高。发现解决问题的能力也得到加强。要学会搜集知识，和同学老师多交流。做设计，就必须有科学的研究方法、还从导师的身上学习体会到那种严谨治学的作风和谦虚实干的学术精神。这都为我今后的发展打下了扎实的基础，对我有颇多助益。在这里，我要感谢校院领导对我的培育，感谢老师的耐心讲解和悉心教导，感谢你们的支持和帮助！
