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江苏工程职业技术学院毕业设计（论文） 太阳能草坪灯控制器的设计 印鹏 班 级： 11新能源一 专 业： 新能源应用技术 教学院 ：机电工程学院 指导老师： 张新亮 完成时间 2013 年 10 月 20 日至 2014 年 05月 20日 摘要 本文设计了一种以单片机AT89S51为核心的太阳能草坪灯控制系统。该系统采用的是太阳能电池板，利用单片机实现草坪灯的光电控制、定时控制和节能控制。系统控制电路阐述了系统里每个电路的电路原理、控制方案，系统能够根据时间和天气变化的要求决定草坪灯的开关。同时，系统的抗干扰性能比较好，断电时可以保护用户所设定的各种参数。 本系统的硬件电路分为主控电路、电源电路、充放电电路、光强检测电路、A/D转换电路、系统时钟电路和数码显示电路等。软件的设计采用模块编程，方便今后改进和维护。 关键词：草坪灯控制器；充放电；单片机；LED 驱动 目 录 摘要 2 1绪论 3 1.1 课题研究背景 3 1.2 选题的意义 4 1.3 课题研究中的主要内容 4 2系统方案的设计 5 2.1 系统设计要求 5 2.2 系统整体电路 5 2.3方案总体框图及功能 12 3 系统硬件选择 13 3.1 照明负载 13 3.2主控电路的设计 13 3.3 电源电路的设计 15 3.4 充放电电路的设计 16 3.5 光强检测电路的设计 17 3.6 A/D转换电路的设计 18 3.7 系统时钟电路的设计 20 3.8掉电存储电路的设计 21 3.9数码管显示电路 23 4系统的软件设计 23 4.1主程序 23 4.2子程序 25 5总体调试 27 结 论 28 参 考 文 献 29 致 谢 30 附录1 31 系统总体电路图 31 1绪论 1.1 课题研究背景 太阳能是各种可再生能源中最重要的能源之一，另外还有生物质能、风能、海洋能、水能等等其实都来自太阳能，在广义上来说，太阳能包含以上的各种可再生资源。太阳能作为可再生能源的一种，则是指太阳能的直接转化和利用。 随着社会经济的不断发展，我们在夜生活的时间也在不断延长，夜间草坪灯的照明在如今这个节能减排的社会就显得更加重要；同时随着城市化进程的不断推进，我们在进行基础设施建设同时也越来越重视城市照明。例如，街道的照明路灯、广场的照明路灯、过街天桥的照明路灯、草坪灯等。 综上所述，节能、方便和经济是未来城市草坪灯工程可持续发展所面临的首要问题，那么就需要人们考虑新能源的利用和新型光源的选择和控制。草坪灯控制器作为草坪灯的核心部件是解决上述问题的关键所在。 1.2 选题的意义 能源作为我们赖以生存的五大元素之一，是社会发展以及国民经济的重要战略资源。在世界经济的不断发展和国际工业化的进程步伐下，世界各国对能源的需求也越来越大。常规能源资源已经面临枯竭。 多次能源危机使人们意识到，地球矿物资源是有限的。如今已探明的石油资源只能维持几十年，因此人们不得不把关注重点转移到新能源的开发和利用。为了缓解能源危机，世界各国政府和相关人员都对新能源进行探索。 预期到本世纪中期，新能源的消费将在世界能源消费构成里占据更加重要的地位。社会经济的不断发展下，新能源和可再生能源也在向商品化能源转变，就太阳能而言，太阳能资源不污染环境，更不会破坏生态，取之不尽，用之不竭。因此，我国现在大力支持新能源的应用。 草坪灯照明是现代城市照明里的重要手段，但草坪灯的灯管具有消耗大量电能，光源效率低等特点。上述选题的目的就是想通过设计草坪灯的控制器为太阳能有效利用做尝试；此外，本文选择LED的灯泡来作为草坪灯光源。新型的光源的合理利用是本课题的任务,选题的意义也在于此。 1.3 课题研究中的主要内容 本文的目的是为了设计一款太阳能草坪灯控制器，控制器可以根据光强等自然环境的变化自动控制太阳能草坪灯的工作。系统主要包括电源电路、光强检测电路、显示电路等模块。具体研究内容如下： ：描述了太阳能光伏利用的背景、意义，以及本文研究的主要内容； ：根据控制器的功能要求，我们选择了系统的总体电路方案，并给出了总体结构框图； : 结合总体框图，对系统的各个硬件模块进行设计； ：根据控制器的功能要求，给出相应的软件模块的设计，给出了流程图及功能说明； ：对整个系统做总体调试，以实现整个系统的功能。 2系统方案的设计 2.1 系统设计要求 本文是对草坪灯控制器进行的具体设计，，因此我们具体的设计要对草坪灯的各模块作出的要求： （1）对充放电的具体状态显示、蓄电池的容量以及恒流充放电的控制方式； （2）控制系统要求在光线较暗时草坪灯开始照明，天亮后能够自动关断； （3）夜间定时控制要求草坪灯在晚上12点时自动关断草坪灯电源，早上6点自动接通、天亮自动关断电源； （4）系统的抗