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1、精品_精品资料_河 南 科 技 学 院2022届本科毕业论文 设计）论文题目 : 太阳能交通灯设计同学姓名：韩玲玲所在院 系）：机电学院所学专业：应用电子技训练导师姓名：赵明富完成时间： 2022年 5 月 20 日可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_摘要人类社会生活水平的不断提高,导致人类对能源的需求量也越来越大能源紧缺问题也表现得越来越明显.而且随着世界各国石油、煤炭等自然资源的匮乏,全国大部分的区为了应付缺电,实行了分的区分时段的拉闸限电措施,而交通灯作为重要的指挥工具假如因断电不能正常工作的话,便会造成交通安全隐患.因此,如何利用可再生资源成为当今世界关注的焦点.太阳能是一
2、种取之不尽,用之不竭的自然能源,又是一种可再生的清洁能 源,具有无需架线,不受的理位置限制等优点,所以得到越来越广泛的应用, 同样的市场上 LED 光效在快速的提高,而价格却在降低.综合这些情形,利用太阳能对交通灯进行供电,通过带有蓄电池的太阳能电池板跟一般交通灯相连,来实现利用太阳能给交通灯供电,不仅能够节省资源,而且使其在市电断电情形下也能正常工作,以及LED 的环保节能 ,太阳能 LED 交通灯成为各个交通要道上的一道亮丽的风景线,呈现给我们的将是无穷的生命力和宽阔的前景本系统采纳太阳能供电,采纳单片机自动掌握交通信号灯准时间显示,介绍了太阳能供电系统.设计了自动掌握交通信号灯的硬件电路
3、,并给出了相应的软件和流程图.关键词：太阳能电池板.蓄电池.充放电掌握.单片机.交通信号灯可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_Design of solar traffic lightsAbstractHuman society and the continuous improvement of livingstandards, lead to mankinds energy demand is also growing problems of energy shortage was becoming evident. Moreove
4、r, with the countries in the world of oil, coal and other scarce natural resources, the implementation of pullout the switch to restrictions power time to distinguish between the subdivision,And traffic lights as an important tool if the command does not work due to power outages, it will cause safe
5、ty problems.Thus, the use of renewable resources has become the focus of attention in todays world.Solar energy is an inexhaustible natural energy, it is a kind of renewable clean energy, with no wiring from the advantages of geographical restrictions, it has been more and more widely .The combinati
6、on of these circumstances, the use of solar energy to electricity for traffic lights, through a battery of solar panels connected with the ordinary traffic lights, to achieve the use of solar power to traffic lights not only save resources but also to electric power in the city cases can work proper
7、lyA.s well asthe environmental protection and energy saving LED, solar LED traffic lights in all the traffic to become the Road is a beautiful scenic routes, demonstrate to us will be the endless vitality and broad prospectsThe system uses solar power, the use of single-chip automatic traffic signal
8、 and thetime displayed on a solar power system. design of automatic control of traffic signal hardware circuit, and the corresponding flow and map software.Key words：Solar energy. Battery. Charge-discharge control. Single- chip. Traffic lights可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_目录1引言 12 太阳能交通灯设计方案 12.1 设计要求 12.
9、2 方案挑选 13硬件设计 13.1 太阳能供电系统 2 3.1.1太阳能电池板 2 3.1.2蓄电池 23.1.3 太阳能掌握器 43.1.4 充电方法 63.1.5 交通灯信号灯的设计73.1.6 太阳能电池功率的运算 93.1.7 蓄电池容量运算 83.2 交通灯掌握系统 93.2.1 交通灯掌握系统设计思路 93.2.2 交通灯掌握系统设计框图 9可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3.2.3 设计原理分析 104软件设计 155结论 15致谢 15参考文献 15附录 1 主程序流程图17附录 2 中断程序流程图 18附录 3 交通灯掌握电路图 19可编辑资料 - - -
10、欢迎下载精品_精品资料_1 引言随着世界能源危机的加剧,各国都在寻求解决能源危机的方法,一条道路是寻求新能源和可再生能源的利用.另一条是寻求大量的节能技术,降低能源的消耗,提高能源的利用效率.太阳能是的球上最直接最普遍也是最清洁的能源,太阳能作为一种巨量可再生能源,每天达到的球表面的辐射能大约等到于2.5 亿万桶石油 ,可以说是取之不尽、用之不竭.太阳能交通信号灯就是靠阳光的能量保证信号灯的正常使用,它利用的能源是太阳能既省电又环保安装 时仍不需要铺设电缆.同时, LED 的光谱几乎全部集中于可见光频段,所以发光效率高,一般人都认为,节能灯可节能4/5 是宏大的创举,但 LED 比节能灯仍要节
11、能 1/4 ,这是固体剔除更宏大的改革.太阳能LED 交通灯集成了太阳能与 LED 优点.2 太阳能交通灯设计方案2.1 设计要求系统的具体设计要求为：1 ）太阳能电池板功率的运算和选用.2 ）蓄电池容量,恒流充放电掌握和状态显示.3 ）放行线 ,绿灯亮放行 26 秒,黄灯亮警告 4 秒,然后红灯亮禁止.4 ）禁止线 ,红灯亮禁止 26 秒,然后绿灯亮 26 秒放行.放行线和禁止线交替变换.其他时间三种信号灯交替工作,12 点以后只剩下黄灯闪耀,黄灯开头闪亮的时间可调.红绿灯时间可调范畴为0 99 s.5 ）该系统的抗干扰性.基于以上的要求,设计的系统必需有一下结构模块：太阳能光伏发电系统 太
12、阳能电池组件,蓄电池,充放电掌握电路）,单片机掌握电路,显示电路.2.2 方案挑选本文介绍了一种利用太阳能电池供电系统进行供电,利用单片机进行掌握 的太阳能 LED 交通灯.太阳能供电系统由太阳能电池板,太阳能掌握器,蓄电池组成.交通灯掌握系统使用AT89S51 单片机实现.在东西南北四个方向上各有一组红绿灯和一个时钟系统 ,且都由 LED 点阵组成,用于显示红绿灯和时间的变化,南北口的变化和东西是一样的.定时器掌握部分采纳模拟数字电子技可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_术来实现.同时仍具有强通功能,假如有特种车辆过来的话可以手动变绿灯.此强通功能采纳中断来实现,特种车过后又复原
13、到原有的状态.3 硬件设计3.1 太阳能供电系统太阳能发电系统主要有太阳能电池组、蓄电池、太阳能掌握器等部分组成.太阳能电池组件是光伏系统的发电装置,白天在阳光照耀下 ,太阳能电池组件通过光生伏打效应产生光生电压和光生电流,所产生的直流电通过掌握器对畜电池充电,这时电能被转化成化学能被储存在蓄电池中,到了夜晚 ,太阳能电池组件停止发电并向蓄电池充电 ,蓄电池通过掌握器对光源放电 .因此,本系统的设计包括太阳能电池功率的运算、蓄电池容量的挑选、充放电掌握电路的设计,系统总框图如图 1所示.太阳冲 放 电负载能蓄电池图 1 太阳能供电系统框图3.1.1 太阳能电池板太阳能电池板是太阳能发电系统中的
14、核心部分,也是太阳能发电系统中价 值最高的部分.其作用是将太阳的辐射才能转换为电能,或送往蓄电池中储备 起来,或推动负载工作.太阳能电池板的质量和成本将直接打算整个系统的质 量和成本.太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能 的器件,是一个半导体光电二极管,当太阳光照到光电二极管上时,光电二极 管就会把太阳的光能变成电能,产生电流.当很多个电池串联或并联起来就可 以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了9 .太阳能电池是一种大有前途的新型电源,具有永久性、清洁性和敏捷性三大优点.太阳能电池寿命长,只要太阳存在,太阳能电池就可以一次投资而长期使用.与火力发电、核能发电相比,太
15、阳能电池不会引起环境污染 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3.1. 2 蓄电池在太阳能电池供电系统中 ,太阳能电池方阵将太阳能辐射转换为直流电能,通过蓄电池将其电能转换为化学能储存起来,我们通常称蓄电池为光伏发电系统的 贮能装置 .对于太阳能光伏电源系统 ,要求它能够随时的向负载供应稳固的电能,但是, 由于顾面太阳光照的间歇性和随机性 ,发供电任务全都靠太阳能电池就难以实现, 必需通过贮能装置来对太阳能电池发出来的电能进行贮存和调剂,在供电系统正常工作时 ,依蓄电池正常充放电状态的变化分为多种情形:第一种是负载关闭 ,太阳能电池 方阵正常发电 ,此时全部电能是向蓄电池组充电,
16、反这些电能转换成化学能贮存起来 ,直到蓄电池布满后掌握器爱护断开为止.其次种情形是在太阳能电池 发电的同时 ,负载也需要工作 .这时,太阳能电池将直接向负载供电,余外的电能也将同时向蓄电池组来进行补.更多的工作情形可能是,太阳能电池 不再发电 , 负载需要的电能全部由蓄电池组供应 ,此时,以化学能形式储备在蓄电池中的能量转变为电能 ,供负载使用权用 ,所以说蓄电池既能贮存电能 ,仍能对系统起着调剂电量、稳固输出的作用.蓄电池的种类很多,在太阳能光伏系统中采纳是铅酸蓄电池各碱性镍镉蓄电池.但考虑到蓄电池的使用权条件和价格,大部分太阳能光伏系统挑选铅酸蓄电池作贮能电源,且使用不需要加水免爱护型的铅
17、酸蓄电池.由于太阳能系统运行的特殊性,作为系统贮能的蓄电池,其工作特点是频繁处于充电 - 放电的反复循环中,而且会常常发生过充电或深度放电等到不利的工作情形.下面将简洁的介绍一下铅酸蓄电池充放电特性.（1） 充电特性 铅酸蓄电池电池 充电特性见图 2 ,从充电曲线可以看出, 蓄电池的充电过程有三个阶段：初期OA ）电压快速上升,中期ABC ）电压缓慢上上升,连续较长时间,C 点开头为充电末期, 电化学反应接近终止,电压开头快速上升,接近D 点时,负极析出氢气,水被分解.上述全部迹象说明,C 点电压标志着蓄电池已布满,应立刻停止充电,否就将给铅酸蓄电池带来损坏.所以蓄电池电压 /VD2.62.4
18、2.22.01.8AB3 / 34CO通常在初期、中期实行快速充电,复原蓄电池的容量,在末期用小电流长期充电补充电池因自放电而缺失的电量,以爱护电池的额定容量6 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_（2） 放电特性 铅酸蓄电池的放电特性见图3,从入电轼线可以看出,蓄电池电过程主要分为三个阶段,开头OE ）阶段电压下降较快,中期EFC）电压缓慢下降且连续较长的时间,在最终阶段G 点后, 放电电压急剧下降.其缘由第一是酸浓降低,引起电动势降低,其次是活性物质的不断消耗,反应面积减小,应立刻停止放电,否遇将给铅酸蓄电池带来不行逆转的损坏.电压 /V2.62.42.22.01.8OGEF
19、时间 /h135791113图 3放电特性曲线可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3.1.3 太阳能掌握器充放电掌握器是具有自动防止太阳能光伏电源系统的贮能蓄电池组过充电和过放电的设备,它是光伏发电系统的核心部件之一.掌握器最重要的作用就是防止蓄电池过度充电和过度放电.由于蓄电池的投资在系统成本中占了较大的比重,而蓄电池过度充电和过度放电都将大大缩短蓄电池的使用寿命,为了最大限度延长蓄电池使用寿命,保证光伏发电系统能长期牢靠的工作,就需要对蓄电池的充放电进行掌握.虽然掌握器的掌握电路依据光伏系统的不同其复杂程度有所差异,但其基 本原理是一样的,图 4 是一个基本的充放电掌握器的工作
20、原理图,该系统由光伏组件、蓄电池、掌握器电路和负载组成.开关1 和开关 2 分别为充电开关和放电开关.开关 1 闭合时,由光伏组件给蓄电池供电,当蓄电池显现过充时,开关 1 能准时切断充电回路,使光伏组件停止向蓄电池供电,开关1 仍能依据预先设定的爱护模式自动复原对蓄电池的充电.开关2 闭合时,由蓄电池给负载供电,当蓄电显现过放电时,开关2 能准时切断放电回路,蓄电池停止向负载供电.当蓄电池再次充电并达到预先设定的复原充电蹼时,开关2 又能自动复原供电.开关 1 时和开关 2 是广义上的开关,它可以由各种开关元件构成, 如各种电开关、机模式开关等.开关 1开关 2控光伏组件制器负载蓄电池图 4
21、 充放电掌握器原理框图下面介绍一种简易太阳能电池充放电掌握器,可有效的防止蓄电池过充电或过放电.电路结构电路如图5 所示.双电压比较器 LM393两个反相输入端脚和脚连接在一起,并由稳压管ZD1 供应 6.2V 的基准电压做比较电压,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_两个输出端脚和脚分别接反馈电阻,将部分输出信号反馈到同相输入端 脚和脚,这样就把双电压比较器变成了双迟滞电压比较器,可使电路在比较电压的临界点邻近不会产生振荡. R1、RP1、C1、A1 、Q1 、Q2 和 J1 组成过充电压检测比较掌握电路. R3、RP2、C2、A2 、Q3 、Q4 和 J2 组成过放电压检测比较
22、掌握电路.电位器RP1 和 RP2 起调剂设定过充、过放电压的作用.可调三端稳压器 LM371供应应 LM393稳固的工作电压.被充电电池为12V65Ah全密封免爱护铅酸蓄电池.太阳电池用一块40W 硅太阳电池组件, 在标准光照下输出17V 、2.3A 左右的直流工作电压和电流. D1 是防反充二极管,防止硅太阳电池在太阳光较弱时成为耗电器.工作原理：当太阳光照耀的时候,硅太阳电池组件产生的直流电流经过 常闭触点和,使发光,等待对蓄电池进行充电.闭合, 三端稳压器输出电压,电路开头工作,过充电压检测比较掌握电路和过放电压检测比较掌握电路同时对蓄电池端电压进行检测比较.当蓄电池端电压小于预先设定
23、的过充电压值时,的脚电位高于脚电位,脚输出低电位使截止,导通,发光指示充电,动作,其接点 转换位置,硅太阳电池组件通过对蓄电池充电.蓄电池逐步被布满,当其端电压大于预先设定的过充电压值时,的脚电位低于脚电位,脚输出高电位使导通,截止,熄灭,释放,断开充电回路,发光,指示停止充电.当蓄电池端电压大于预先设定的过放电压值时,的脚电位高于脚电位,脚输出高电位使导通, 截止,熄灭,释放.其常闭触点闭合,发光, 指示负载工作正常.蓄电池对负载放电时端电压会逐步降低,当端电压降低到小于预先设定的过放电压值时,的脚电位低于脚电位,脚输出低电位使截止,导通,发光指示过放电,动作,其接点断开,正常指示灯熄灭.另
24、一常闭接点 图中未绘出） 也断开,切断负载回路,防止蓄电池连续放电.闭合,蓄电池又充电.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_K3J+DVoutAVin2C4R9R15J1-1R21R4R5 290C3R610uF10KJ1D24K充电LED2D16.2KR3 6.2K2K10uF 2KR16J2-15A4K指示F1 2.2A保险Q2D3R7R12J212K10KLED3件组池电能阳太硅C1R10A110KR1310K10uFQ1过放指示R1 10KR14Q4R17 4K10KR11A210KQ3LED1RP1 10KRP2 10KR8停充13K指示C2ZD110uF正常指示LED4
25、6.2V图 5 太阳能充放电掌握电路3.1.4 充电方法可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_充电是蓄电池得以可连续工作的重要手段,也是太阳能发电系统得以连续进行的必备条件.一般的的充电方法有快速充电法,恒流充电法,恒压充电法.在开头充电的时候 ,掌握器会先检测蓄电池的电压,假如过低 ,就会依据快速成充电的方法 ,将畜电池的电量快速布满 ,之后采纳恒压或恒流的方法连续给畜电池充供电.快速充电法一般是使电流以脉冲方式输给蓄电池,并随着充电时间的延TitleSize BNumber可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_Date:1-Feb-1981可编辑资料 - - - 欢迎下
26、载精品_精品资料_续2 ,蓄电池一个瞬时的大电流3放电,使其电极去极化.它4是光伏发电的常用充File:C:Documents and SettingsAdm5可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_电方法之一.快速充电法的主要优点：充电时间大大缩短采纳常规充电法时,蓄电池正 常充电时间一般需要 1215 小时.采纳快速充电法时,正常的充电时间一般是在 1 小时左右.由于充电时间大大缩短,充电爱护工作量就大大削减.节省大量电能,蓄电池的寿命显著提高.采纳快速充电法时,有效防止了因猛烈出气 而造成的活性物质脱落,蓄电池的容量显著增加.采纳常规充电法时,充电电 流较小,极板深处的活性物质不
27、能进行充分的化学反应,所以新蓄电池在初充 电后的容量很难达到额定容量.采纳快速充电法时,充电电流很大,极板上的 活性物质可以进行充分的电化学反应,因而蓄电池的容量显著增加.此外,采 用快速充电法时,蓄电池经初充电后,不必放电.这样既能节省电能,又缩短可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_充电时间,仍可增加蓄电池的容量.另外,采纳快速充电法可以有效的排除极板硫化,从而提高蓄电池的容量.有些因硫化而预备报废的蓄电池,采纳快速充电法后,容量也可以大大提高,这样就相应的延长了蓄电池的使用寿命.脉冲式快速充电的充电曲线如图 6 所示.图 6 脉冲式充电曲线从上述可以得出,采纳快速充电法比较合适
28、,适合作为太阳能电池板的储能装置.恒流充电法是用调整充电装置输出电压或转变与蓄电池串联电阻的方法, 保持充电电流强度不变的充电方法.掌握方法简洁,但由于电池的可接受电流才能是随着充电过程的进行而逐步下降的,到充电后期,充电电流多用于电解水,产愤怒体,使析气过甚.恒压充电法主要针对每只单体蓄电池以某一恒定电压进行充电.此方法比较简洁,充电过程中不需要调整电流.充电时间短,能耗低,充电效率可达80%.假如充电电压挑选得当,可在数小时内完成充电.其缺点是：在充电初期,假如蓄电池放电深度过深,充电电流会很大,不仅会危及充电器的安全, 蓄电池也可能由于过流而受到损耗.另一方面,假如充电电压挑选过低,后期
29、充电电流又过小,充电时间过长,不宜串联数量多的蓄电池组充电.同时,蓄电池的端电压很难补偿,充电过程中对低电压蓄电池的完全充电也难以完成.恒电压充电一般应用在蓄电池组电压较低的场合.3.1.5 交通灯信号灯的设计本设计中的信号灯均由红、绿、黄三种颜色的高亮度LED 圆形点阵组成, 电路上实行串并联相结合.且每只发光二极管的正向工作电流I F 为 15mA,正向工作电压为 2V.每个灯由 50 只发光二极管组成圆形显示 ,其中每 5 个串联在一起,然后这 10 个串联支路并联起来,这样可以防止工作电流过大而损害发光二极管.每个灯的工作电流为0.15A18+0.6 6 1/2=22.68Ah,一天的
30、功耗为 12 22.68=272.16Wh.3.1.6 蓄电池容量运算蓄电池的容量运算是依据系统的日用电量、自给天数及蓄电池的放电深度来确定的.这里自给天数是指在系统中没有任何外来能源的情形下仍能正常工作的天数.蓄电池的放电深度应依据不同的的蓄电池类型来确定,一般来说, 铅酸畜电池的放电深度挑选 80%左右.特殊需要说说明的是,蓄电池容量挑选正确与否是太阳能电池供电系统的关键问题之一.蓄电池是太阳能电池供电系统中维捩成本最高的部分,蓄电池的设计、配置不合理睬大大加速蓄电池的损坏.蓄电池池容量设计的过大会产生三个问题：一是加大了成本,明显不合适.二是过大的蓄电池不公不能发挥设备容量的才能,而且会
31、增大自放电,甚至会使蓄电池长期处于末布满状态, 极板很快盐化,加剧蓄电池损坏.蓄电池容量设计小了一方面会使太阳能电池板发出的电不能完全贮存,系统功能得不到最大限度的利用,另一方面,蓄电池总是处于深度放电状态,也很简洁损坏 .这里蓄电池容量选 12V,且能连续工作 6 个阴雨天.蓄电池容量的大小,主要考虑负载的耗电情形,此外仍要考虑现场的气候条件和环境温度等.蓄电池容量的运算化公式为 Ah ）:式中： P 为负载的平均功率, h 为负载每天工作的时间, N 为连续无日照的天数, U 为蓄电池的额定电压, 为富余系数,取 1.43 ,T0 为温度修正系数, 一般 0 度以上取 1, 0 度以下取
32、1.1 或 1.2 ）.本系统蓄电池容量挑选 ：考虑到现场气候和环境温度,可挑选容量为 200Ah/12V 的免爱护铅酸蓄电池,其容量设计在连续 6 个阴雨天也能正常工作.3.1.7 太阳能电池功率的运算可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_太阳能电池功率的运算工式为：式中： t 为每天平均光照小时数, M 为太阳能电池板给蓄电池布满需要的天数.按平均每天日照7 个小时, 3 天给蓄电池布满,就太阳能电池板的功率为：3.2 交通灯掌握系统3.2.1 交通灯掌握系统设计思路近年来随着科技的飞速进展,单片机的应用正在不断深化,同时带动传统 掌握检测技术日益更新.在实时检测和自动掌握的单片
33、机应用系统中,单片机 往往作为一个核心部件来使用,仅单片机方面学问是不够的,仍应依据具体硬 件结构软硬件结合,加以完善 .十字路口车辆穿梭,行人熙攘,车行车道,人行人道,有条不紊.那么靠什么来实现这井然秩序了？靠的就是交通信号灯的自 动指挥系统.交通信号灯掌握方式很多.设计任务的要求 ,所设计的电路不仅仅能够实现交通灯的一般功能,同时仍要求能够对红绿灯的时间进调整 ,可以实现强通 ,同时对黄闪灯单独工作的开头的时间和终止时间也能进行调整 ,这就要求电路的设计必需具有显示电路,时钟电路,以及掉电储备等电路,那么主要设计方案的确立就从这几个方面入手.为了降低该电路设计过程中编 程的难度 , 时钟电
34、路 的设计 采纳了时钟 芯片DS1302 ,它是一块基于 SPI 总线的高性能、低功耗的时钟芯片,可实时的对时、分、秒、星期等信息进行计数处理.显示电路采纳了七位数码管与单片机串口连接,并利用移位寄存器74LS164作为驱动电路.掉电储备电路用AT24C02来设计,防止停电时所设定的定时信息丢失,防止了来电以后仍要重新设定的麻烦.同时,为了能够很便利的对信息进行调整,电路中仍设计了键盘掌握电路以及能够清晰显示调整过程的指示电路.3.2.2 交通灯掌握系统设计框图可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_电源电路信号灯及倒计时电路可编辑资料
35、- - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_AT24C02储备电路键控电路89S51单片机时间调整显示电路DS1302时钟电路可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_图 7 交通灯掌握系统设计框图3.2.3 设计原理分析本设计主要采纳 AT89S51单片机来实现其要求功能的,外围电路有复位电路和振荡电路组成,它是整个交通灯掌握系统的核心部分.通过编写的程序可以达到所需要的要求.电路图如图8J1所示.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_K3VCCR7DJR12P10P113P124P135P1463 9P003 8P013 7P023
36、6P033 5P043 4可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_0.2 K2 2u FR8 1 KP157P168P179RESET1 21P053 3P063 2P072 1P202 2P212 3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_INT0 51 3CINT1 9P222 4P23可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_GND1 481 5T02 5P242 6可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3 1T1EA/VPP252 7P26可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_C2 3 3p FY1 2MHZC33 3p F1 61 7WRRD
37、1 8X21 9P272 8VCC4 01 0RXDTXD1 13 0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_GND2 0X1GNDALE /P2 9PSEN可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_图 8 AT89S51 和外围电路AT89S51 芯片内部有一个高增益反相放大器,用于构成振荡器.反相放大器的输入端为 XTAL1 ,输出端为 XTAL2 ,两端跨接石英晶体振荡器及两个电容就可以构成稳固的自激振荡器.电容 C1 和 C2 通常取 30pF 左右,可稳固频率并对振荡频率有微调作用.振荡脉冲频率范畴为 f osc=024MHZ .复位是单片机的初始化操作.其主要功能是把
38、 PC 初始化为 0000H ,使单片机从 0000H 单元开头执行程序,除了进入系统的正常初始化之外,当由于程序运行出错或者操作错误使系统处于死锁状态时,为了摆脱困境,也需要按复位键重新启 动,因此,复位是单片机必不行少的组成部分.本设计采纳手动复位和上电自动复位组合.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_上电复位是在加电瞬时电容通过充电来实现的.在通电瞬时,电容通过电阻充电, RST 端显现正脉冲用以复位.只要电源的上升时间不超过1ms ,就可以实现自动上电复位.手动复位是通过接通一按钮开关,从而达到手动复位的.下面是对整个掌握系统各个部分电路的分析.123电源电路的设计 :由于
39、太阳能电池产生的电流是直流电 ,因此对于直流负载 ,可以不用通过逆变器 ,直接接在太阳能掌握器的后面 ,但考虑到 ,单片机的的工作电压为+5V, 因此这里仍需要 7805 进行稳压 ,输出+5V 的直流电压供单片机工作, 7805 具有输出沟通噪声小,温度温定性好等优点.电路图入图 9 所示：LM7 80 5可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_21CON21C14 70u FVin D GN2+5V3C22 20u FC3 1 03R1 31 kL1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_GND图 9电源电路15掉电储备电路 :掉电储备单元的作用是在电源断开的时候,储备当前
40、的定时信息 .AT24C02是 2KB 字节的电可擦除储备芯片,采纳两线串行的总线和 单片机 通讯, 电压 最 低可 达到 2.5V , 额定 电流 为 1mA , 静态 电流10uA5.5V）,芯片内的资料可以在断电的情形下储存40 年以上,而且采纳345八脚的 DIP 封装,使用便利.图 10 就是利用它所设计的掉电储备电路：VCC可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_U11 NC2 NC3 NC4 GNDVCC8WP7SCL6SDA5SCL SDAR15.1 kR25.1 k可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_GNDAT24 C0 4A图 10掉电储备电路图中 R1
41、 、R2 是上拉电阻,其作用是削减AT24C02的静态功耗,由于AT24C02的数据线和的址线是复用的,采纳串口的方式传送,所以只用两根线可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_SCL 移位脉冲）和SDA 数据 / 的址）与单片机传送数据.每当设定一次定时,系统就自动调用储备程序,将定时信息储存在芯片内.当系统重新上电 时,自动调用读储备器程序,将储备器内的定时信息读到缓存单元中,供主程序使用. DS1302时钟电路 :DS1302是基于 SPI 总线的高性能、低功耗的时钟345芯片,可实时的对时、分、秒以及星期等多种信息进行计数处理,它共有 8 个引脚,其中 3 个引脚与单片机相连, 5 脚 RST 复位输入端, 6 脚 I/O 是数据输入/ 输出端, 7 脚 SCLK 是串行时钟输入端,它们分别连接与单片机的 P1.5 、P1.6、P1.7 口.在