基于单片机的智能太阳能路灯设计

"基于单片机的智能太阳能路灯设计" 本文提出了一种基于单片机智能控制的太阳能路灯设计方案，该方案不仅可以实现智能控制，且可使路灯系统运行在节能状态，提高能源的利用率。太阳能路灯的应用具有重要的现实意义，尤其是靠小规模火力发电或季节性水力发电的地区，更应大力发展太阳能电力。 硬件电路设计选择DS1302计时器、AT24C02存储器、4位数码显示器、过充过放电路、STC12C2051单片机等组成智能控制系统。根据各部分电路的功能不同，整体电路可分为以下几个部分：太阳能电池板组件、过充过放电路、STC12C2051单片机、蓄电池、时控光控电路、照明负载和时间显示电路。 电源电路设计电源电路如图1所示。系统由太阳能电池板供电，24V蓄电池电压经过7805稳压后产生5V电压，作为控制器的主电源。电容C2作为高频旁路电容，将高频信号旁路到地。同样电容C1为滤波电容。 DS1302是美国Dallas公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，其可对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为2.5～5.5V采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。DS1302内部有一个31×8的用于临时性存放数据的RAM寄存器。 在设计中一般使用的计时功能电路有软件计时，定时器定时，但其缺点是计时有误差，需隔一段时间校正一次;另一种是硬件计时，现在流行的串行时钟电路有DS1302、DS1307、PCF8485等，这些电路的接口简单、价格低廉、使用方便，被广泛地采用。在设计中采用硬件定时，时钟芯片DS1302。 RST输入有两种功能：RST接通控制逻辑，允许地址/命令序列送入移位寄存器。RST提供终止单字节或多字节数据的传送手段。当RST为高电平时，所有数据传送被初始化，允许对DS1302进行操作。如果在传送过程中RST置为低电平，则会终止此次数据传送，I/O引脚变为高阻态。 采用时钟控器型的路灯控制器，要预先设定开关时间，使路灯按时亮灯、准时熄灯，从而达到自动控制的目的。优点是定时开关预先设定的开关时间不受外界干扰，除本身故障外不会产生误动作。缺点是不能根据季节变化和特殊的天气情况自动变换开关时间，需人工调整开关时间，费时费力，不利于节能。 AT24C02在设计中的作用是掉电存储器，是为防止电源突然断开时，用户信息不会丢失，存储当前设定的信息。AT24C02是Atmel公司的2kB的电可擦除存储芯片，由于AT24C02的数据线和地址线是复用的，采用串口的方式传送数据，所以只用两根线SCL(移位脉冲)和SDA(数据/地址)与单片机传送数据。电压最低可达2.5V，额定电流为1mA，静态电流10μA(5.5V)，芯片内的资料可在断电的情况下保存相当长的时间，而且采用8脚的DIP封装，使用方便。 软件设计系统的软件设计主要包括程序初始化、时间设定子程序、1302的读写程序、24C02的读写程序、时间比较子程序、按键子程序、显示。