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1、<p> 小型風(fēng)光互補(bǔ)路燈控制器</p><p><b> 摘要</b></p><p> 在現(xiàn)今社會(huì)的發(fā)展中,開(kāi)發(fā)使用新能源、清潔能越來(lái)越顯得勢(shì)在必行。因?yàn)榕f的煤炭、石油等能源越用越少,就要求人們要盡早開(kāi)發(fā)新能源,而在一些舊能源的利用上,由于技術(shù)等方面的原因又對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了巨大的侵害。所以清潔能源的利用又顯得非常重要。本文介紹了一種小型的風(fēng)光互補(bǔ)路燈控
2、制器的設(shè)計(jì),介紹了對(duì)風(fēng)能、太陽(yáng)能的利用,這些能源的使用不會(huì)對(duì)環(huán)境造成侵害。本設(shè)計(jì)以STC89C82單片機(jī)為核心,通過(guò)一些外設(shè)元器件實(shí)現(xiàn)了對(duì)風(fēng)能、太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能,再用電能來(lái)照明的功能。設(shè)計(jì)中用到的主要原件有鋰電池充電芯片、鋰電池、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、太陽(yáng)能電池板等等。設(shè)計(jì)的功能有路燈分為手動(dòng)或者自動(dòng)兩種工作方式,在手動(dòng)模式時(shí),用戶(hù)可以自由開(kāi)燈或者關(guān)燈;在自動(dòng)模式時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)根據(jù)光照強(qiáng)度控制路燈的打開(kāi)或者關(guān)閉。最后經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的軟件及硬件調(diào)試,達(dá)到了
3、預(yù)期的效果。 </p><p> 關(guān)鍵詞:路燈控制器,風(fēng)能,太陽(yáng)能,單片機(jī),STC89C52 </p><p><b> Abstract</b></p><p> 在現(xiàn)今社會(huì)的發(fā)展中,開(kāi)發(fā)使用新能源、清潔能越來(lái)越顯得勢(shì)在必行。因?yàn)榕f的煤炭、石油等能源越用越少,就要求人們要盡早開(kāi)發(fā)新能源,而在一些舊能源的利用上,由于技術(shù)等方面的原因又對(duì)環(huán)
4、境產(chǎn)生了巨大的侵害。所以清潔能源的利用又顯得非常重要。本文介紹了一種小型的風(fēng)光互補(bǔ)路燈控制器的設(shè)計(jì),介紹了對(duì)風(fēng)能、太陽(yáng)能的利用,這些能源的使用不會(huì)對(duì)環(huán)境造成侵害。本設(shè)計(jì)以STC89C82單片機(jī)為核心,通過(guò)一些外設(shè)元器件實(shí)現(xiàn)了對(duì)風(fēng)能、太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能,再用電能來(lái)照明的功能。設(shè)計(jì)中用到的主要原件有鋰電池充電芯片、鋰電池、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、太陽(yáng)能電池板等等。設(shè)計(jì)的功能有路燈分為手動(dòng)或者自動(dòng)兩種工作方式,在手動(dòng)模式時(shí),用戶(hù)可以自由開(kāi)燈或者關(guān)燈;在自動(dòng)
5、模式時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)根據(jù)光照強(qiáng)度控制路燈的打開(kāi)或者關(guān)閉。最后經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的軟件及硬件調(diào)試,達(dá)到了預(yù)期的效果。 </p><p> In the development of society, the development of new energy, clean energy increasingly imperative. Because the old coal, oil and other energy use
6、 less more, requires people to be as soon as possible the development of new energy sources, and in some old energy use, due to technical aspects on the environment has a tremendous damage. So the use of clean energy and
7、 is very important. This paper introduces a small scenery complementary design of street lamp controller, introduces the utilization o</p><p> 關(guān)鍵詞:路燈控制器,風(fēng)能,太陽(yáng)能,單片機(jī),STC89C52</p><p> Keywords: s
8、treet lamp controller, wind, solar, MCU, STC89C52</p><p><b> 緒論</b></p><p> 隨著世界人口的不斷增長(zhǎng)以及經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展,世界上對(duì)于能源的需求缺口越來(lái)越大,以目前的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)看,一些舊能源比如煤炭、天然氣和石油等等化石燃料雖然還是占有很重要的地位,但是這些化石燃料的燃燒不僅會(huì)造成環(huán)境的
9、污染,還會(huì)致使全球氣候變暖、冰山融化及海平面上升等。所以說(shuō)尋找開(kāi)發(fā)新能源已經(jīng)成為今后世界上的主要任務(wù)之一。在已知的新能源中,風(fēng)能和太陽(yáng)能等潔凈能源備受人們關(guān)注。 </p><p> 太陽(yáng)能、風(fēng)能這些清潔能源是一種非常理想的能源。近些年來(lái)由于大家對(duì)能源及環(huán)境問(wèn)題的關(guān)注不斷加大,太陽(yáng)能和風(fēng)能的應(yīng)用越來(lái)越受到世人的重視。如果能合理地利用太陽(yáng)能和風(fēng)能,那么將會(huì)對(duì)人類(lèi)的生產(chǎn)生活起到很大改善作用。太陽(yáng)能和風(fēng)能在照明領(lǐng)域的應(yīng)
10、用并非是其最主要的應(yīng)用領(lǐng)域,更不是最能體現(xiàn)其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)的領(lǐng)域,但是如果把他們看作是能源的表現(xiàn)形式來(lái)說(shuō),太陽(yáng)能和風(fēng)能在照明領(lǐng)域的互補(bǔ)應(yīng)用卻是最直觀的。而在當(dāng)前現(xiàn)有的技術(shù)水平下,太陽(yáng)能和風(fēng)能的轉(zhuǎn)化技術(shù)卻又是有著能源的高成本、低效率的問(wèn)題,特別是在單體照明的應(yīng)用中,如果不與 LED 技術(shù)相結(jié)合,就會(huì)面對(duì)能源變換效率低及經(jīng)濟(jì)效益不高等問(wèn)題。LED 因?yàn)槠渚哂械湍芎暮椭绷鞴ぷ鞯葍?yōu)勢(shì),就成為了配合風(fēng)光互補(bǔ)路燈照明光源的理想產(chǎn)品。就目前的技術(shù)以及政策而
11、言,我國(guó)最有希望快速普和應(yīng)用太陽(yáng)能、風(fēng)能發(fā)電技術(shù)的領(lǐng)域,應(yīng)該是風(fēng)光互補(bǔ)的 LED 路燈照明工程。LED 是一種可以將電能轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽艿陌雽?dǎo)體發(fā)光器件,屬于固態(tài)光源。在常用的照明領(lǐng)域,LED 照明燈優(yōu)點(diǎn)有體積小、方向性好、重量輕、壽命長(zhǎng)、節(jié)能、容易控制和耐受各種惡劣環(huán)境條件等優(yōu)點(diǎn),因此,是典型的綠色照明光源。尤其是隨著大功率白光 </p><p> 風(fēng)光互補(bǔ)技術(shù),是一套完善的發(fā)電應(yīng)用系統(tǒng),此系統(tǒng)是利用太陽(yáng)能電池板和
12、風(fēng)力發(fā)電機(jī)(將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姡l(fā)出的電能存儲(chǔ)到儲(chǔ)能設(shè)備中,當(dāng)用戶(hù)用電時(shí),通過(guò)逆變器再儲(chǔ)能設(shè)備中儲(chǔ)存的電能轉(zhuǎn)換為用戶(hù)需要的能量。風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電站一般是針對(duì)遠(yuǎn)程的通信基站、微波站、邊遠(yuǎn)牧區(qū)、邊防哨所、無(wú)電戶(hù)地區(qū)以及海島,在遠(yuǎn)離國(guó)家大電網(wǎng),不宜獲得電網(wǎng)的電能又人煙稀少,用電負(fù)荷還低且交通不便的情況下,利用本地區(qū)充裕的風(fēng)能及太陽(yáng)能建設(shè)的一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用性發(fā)電站。 </p><p> 風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)構(gòu)成一般分為以下幾個(gè)部分
13、: </p><p> 1.發(fā)電的部分:這部分一般是由一臺(tái)或者數(shù)臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)和太陽(yáng)能電池板矩陣組成,完成風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能和光能轉(zhuǎn)換為電能的過(guò)程,再通過(guò)智能的充電控制器與儲(chǔ)能設(shè)備連接,完成對(duì)能量的轉(zhuǎn)化及存儲(chǔ)的過(guò)程。 </p><p> 2. 儲(chǔ)能部分:一般由多節(jié)蓄電池組成,完成系統(tǒng)的全部電能儲(chǔ)備任務(wù)。本設(shè)計(jì)采用的是新型的鋰電池儲(chǔ)能設(shè)備,眾所周知,鋰電池相對(duì)于蓄電池來(lái)說(shuō)其使用的壽命大大
14、提高。價(jià)格以現(xiàn)在的市場(chǎng)來(lái)說(shuō)也還是不錯(cuò)的,總體來(lái)說(shuō),相對(duì)于蓄電池,其性?xún)r(jià)比還是很高的。 </p><p> 3. 智能充電部分:首先由風(fēng)能和太陽(yáng)能前端電壓轉(zhuǎn)換部分將電能做出事的轉(zhuǎn)換及穩(wěn)壓,再由充電控制器完成對(duì)鋰電池的充電的自動(dòng)控制。 </p><p> 4.供電部分:由一臺(tái)或者幾臺(tái)逆變電源組成,可把儲(chǔ)能設(shè)備中的直流電能變換成用戶(hù)需要的電能。(比如完成直流電轉(zhuǎn)換為交流電的過(guò)程,本
15、設(shè)計(jì)當(dāng)中因?yàn)槭切⌒偷穆窡?,我們用的是LED,因此,未涉及這部分功能) </p><p> 由于太陽(yáng)能與風(fēng)能的互補(bǔ)性很強(qiáng),風(fēng)光互補(bǔ)的發(fā)電系統(tǒng)在資源利用上彌補(bǔ)了風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能和光能轉(zhuǎn)換為電能獨(dú)立系統(tǒng)在資源利用上的缺陷。同時(shí),風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能和光轉(zhuǎn)換為電能系統(tǒng)在電池組和逆變環(huán)節(jié)是可以通用的,所以風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的造價(jià)可以降低,系統(tǒng)成本趨于合理。 </p><p> 第一章 控制器總體介紹&l
16、t;/p><p> 第一節(jié) 路燈控制器實(shí)物圖介紹</p><p> 小型風(fēng)光互補(bǔ)路燈控制器實(shí)物如圖1-1所示。圖中主控芯片選用的是STC89C52單片機(jī)。除此之外,控制器又分為以下一些部分:</p><p> 1.模擬路燈:圖中標(biāo)識(shí)1部分代表LED路燈</p><p> 2.光照強(qiáng)度閾值手動(dòng)調(diào)節(jié)及光照強(qiáng)度檢測(cè):圖中標(biāo)識(shí)2部分的藍(lán)色可調(diào)電阻
17、為路燈在自動(dòng)工作模式時(shí)設(shè)置光照強(qiáng)度閾值的電位器。舉例來(lái)說(shuō),比如設(shè)定當(dāng)?shù)陀谀硞€(gè)光照強(qiáng)度時(shí),路燈自動(dòng)打開(kāi),高于這個(gè)光照強(qiáng)度時(shí),路燈自動(dòng)關(guān)閉。就可以通過(guò)調(diào)節(jié)這個(gè)電位器來(lái)手動(dòng)設(shè)定。順時(shí)針調(diào)節(jié),此閾值減??;逆時(shí)針調(diào)節(jié),此閾值增大。圖中標(biāo)識(shí)2部分上面的光敏電阻為檢測(cè)光照強(qiáng)度的傳感器,此電阻的特性是其阻值隨著光照強(qiáng)度的增加而減小,隨著光照強(qiáng)度是減小而增加。</p><p> 3.電池電壓檢測(cè)及報(bào)警提示:圖中標(biāo)識(shí)3部分的LED
18、燈代表電池電壓檢測(cè)的報(bào)警提示燈,當(dāng)電池電壓降到設(shè)定值以下時(shí),此燈常亮。圖中標(biāo)識(shí)4部分代表電池電壓檢測(cè)設(shè)定值調(diào)節(jié)電位器。</p><p> 圖1-1 小型風(fēng)光互補(bǔ)路燈控制其實(shí)物圖</p><p> 4.電池接口:圖中標(biāo)識(shí)5部分代表電池連接接口部分,圖中的接線(xiàn)端子上端接電鋰電池的正極,下端接電池的負(fù)極。</p><p> 5.鋰電池充電部分:圖中標(biāo)識(shí)6部分為鋰電池
19、充電管理芯片。負(fù)責(zé)鋰電池的智能充電。圖中標(biāo)識(shí)7、8部分為鋰電池充電指示燈。</p><p> 6.路燈控制部分:圖中標(biāo)識(shí)15部分為當(dāng)系統(tǒng)工作在手動(dòng)狀態(tài)時(shí)的打開(kāi)路燈開(kāi)關(guān);圖中標(biāo)識(shí)14部分為當(dāng)系統(tǒng)工作在手動(dòng)狀態(tài)時(shí)的關(guān)閉路燈開(kāi)關(guān)。圖中標(biāo)識(shí)16部分為手/自動(dòng)切換開(kāi)關(guān),當(dāng)短路帽插上時(shí)代表系統(tǒng)工作在自動(dòng)模式,當(dāng)短路帽拔下時(shí)代表系統(tǒng)工作在手動(dòng)模式。</p><p> 7.單片機(jī)工作相關(guān)部分:圖中標(biāo)識(shí)
20、13部分為單片機(jī)手動(dòng)復(fù)位按鍵。圖中標(biāo)識(shí)12部分為單片機(jī)下載程序接口,按照?qǐng)D中的排針順序依次為RX、TX、VCC、GND。圖中標(biāo)識(shí)10部分為單片機(jī)的晶振部分。</p><p> 8.其他:圖中標(biāo)識(shí)17部分代表風(fēng)力發(fā)電機(jī)接線(xiàn)端口。圖中標(biāo)識(shí)11部分為整流橋,其功能為將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?。圖中標(biāo)識(shí)18部分為太陽(yáng)能電池板接線(xiàn)端口,其接法為左邊為正,右邊為負(fù)。圖中標(biāo)識(shí)9部分為5V穩(wěn)壓芯片。其功能為將高于5V的電壓穩(wěn)定在5V
21、直流電壓,給后面的芯片供電。</p><p> 第二節(jié) 路燈控制器功能說(shuō)明</p><p> 本控制器設(shè)計(jì)工作模式分為手動(dòng)或者自動(dòng)兩種工作模式。兩種工作模式的選擇可以通過(guò)電路板上的短路帽切換開(kāi)關(guān)來(lái)進(jìn)行選擇。插上短路帽即為自動(dòng)工作模式,拔下短路帽即為手動(dòng)工作模式。</p><p> 當(dāng)在自動(dòng)工作模式時(shí),系統(tǒng)可以根據(jù)設(shè)定好的光照強(qiáng)度閾值自動(dòng)判斷路燈的工作狀態(tài),當(dāng)檢
22、測(cè)的光照強(qiáng)度低于設(shè)定的閾值時(shí),路燈打開(kāi)。當(dāng)檢測(cè)的光照強(qiáng)度高于設(shè)定的閾值時(shí),路燈關(guān)閉。當(dāng)在手動(dòng)工作模式時(shí),可以通過(guò)手動(dòng)打開(kāi)按鍵來(lái)打開(kāi)路燈,或者通過(guò)手動(dòng)關(guān)閉按鍵來(lái)關(guān)閉路燈。</p><p> 另外,系統(tǒng)設(shè)計(jì)了電池電壓檢測(cè)功能,當(dāng)電池電壓低于設(shè)定值時(shí),LED報(bào)警燈常亮。此功能可以防止電池過(guò)于放電,影響電池使用壽命。</p><p> 第二章 系統(tǒng)硬件介紹</p><p&g
23、t; 第一節(jié) STC89C52RC單片機(jī)</p><p> STC89C52RC這個(gè)單片機(jī)是宏晶科技公司推出的新一代的高速、低功耗并有超的強(qiáng)抗干擾能力的單片機(jī),它的指令代碼完全兼容傳統(tǒng)的老8051單片機(jī),可以12 時(shí)鐘/機(jī)器周期或者是6時(shí)鐘/機(jī)器周期的任意選擇。這個(gè)單片機(jī)的主要特性如下:</p><p> 1. 這是一款增強(qiáng)型的8051單片機(jī),6時(shí)鐘/機(jī)器周期或者是12時(shí)鐘/機(jī)器周期
24、可以任意選擇,其指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機(jī)的指令代碼。</p><p> 2. 這種單片機(jī)的工作電壓范圍:5.5V~3.3V(5V單片機(jī))或者3.8V~2.0V(3V單片機(jī))。</p><p> 3. 它的工作頻率范圍:0~40MHz,相對(duì)于普通8051的0~80MHz,實(shí)際上其工作頻率可達(dá)48MHz。</p><p> 4. 用戶(hù)的應(yīng)用程序存儲(chǔ)空間為
25、8K字節(jié)(Flash)。 片上集成了512字節(jié)數(shù)據(jù)存數(shù)區(qū)(RAM)。</p><p> 6. 通用I/O口有32個(gè),復(fù)位后為:P1/P2/P3/P4是準(zhǔn)雙向口/弱上拉的,P0口是漏極開(kāi)路輸出口,當(dāng)在作為總線(xiàn)擴(kuò)展用時(shí)是不用加上拉電阻的,當(dāng)作為I/O口用時(shí),需加若上拉電阻。</p><p> 7. ISP(在系統(tǒng)可編程)/IAP(在應(yīng)用可編程),不需要專(zhuān)用的編程器和專(zhuān)用仿真器,就可以通過(guò)串
26、口(RxD/P3.0,TxD/P3.1)將用戶(hù)程序直接下載到單片機(jī)里,數(shù)秒即可完成一片數(shù)據(jù)的寫(xiě)入操作。</p><p> 8. 新增了EEPROM功能。</p><p> 9. 具有看門(mén)狗功能。</p><p> 10.片上共有3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。即定時(shí)器T0、T1、T2定時(shí)器。</p><p> 11.有4路外部中斷,包括下降
27、沿中斷或低電平觸發(fā)電路,Power Down 模式可以由外部的中斷低電平觸發(fā)方式進(jìn)行中斷喚醒。</p><p> 12. 片上有通用的異步串行口(UART),它還可以用定時(shí)器軟件實(shí)現(xiàn)多個(gè)UART工作。</p><p> 13. 單片機(jī)的工作溫度范圍:-40~+85℃(工業(yè)級(jí))/0~75℃(商業(yè)級(jí))</p><p> STC89C52RC單片機(jī)的工作模式模式有以
28、下四種:</p><p> 1.典型功耗<0.1μA,可以由外部的中斷喚醒,中斷執(zhí)行并返回后,繼續(xù)執(zhí)行原用戶(hù)程序。</p><p> 2.空閑模式:典型功耗2mA 。</p><p> 3.正常工作模式:典型功耗4Ma~7mA 。</p><p> 4.掉電模式可以由外部中斷來(lái)喚醒,這適用于水表、氣表等電池供電的設(shè)備及一些便攜設(shè)
29、備。</p><p> STC89C52RC引腳功能說(shuō)明。引腳圖如圖2-1所示。</p><p> 圖2-1 STC89C52RC引腳圖</p><p> VCC(40引腳):接電源電壓。</p><p> VSS(20引腳):接地。</p><p> P0 端口(P0.0~P0.7對(duì)應(yīng)39~32 引腳)。P
30、0端口是一個(gè)漏極開(kāi)路的8 位雙向的I/O口。當(dāng)作為輸出端口用時(shí),每個(gè)引腳可以驅(qū)動(dòng)8 個(gè)TTL的負(fù)載;當(dāng)對(duì)P0端口寫(xiě)入“1”時(shí),它又可以作為高阻抗輸入。在訪問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí),P0端口也可以提供低8 位地址和8位數(shù)據(jù)的復(fù)用總線(xiàn)。此時(shí),P0端口內(nèi)部的若上拉電阻有效。當(dāng)在Flash ROM編程時(shí),由P0端口接收指令字節(jié);在校驗(yàn)程序時(shí),則輸出指令字節(jié)。在驗(yàn)證時(shí),要求要外接上拉電阻。</p><p> P1 端口(
31、P1.0~P1.7對(duì)應(yīng)于1~8引腳)。P1端口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位的雙向I/O端口。P1的輸出緩沖器可以驅(qū)動(dòng)4 個(gè)TTL的輸入。當(dāng)對(duì)端口寫(xiě)入1 時(shí),內(nèi)部的上拉電阻會(huì)把端口拉到高電平,這時(shí)端口可以當(dāng)做輸出使用。當(dāng)P1端口作輸入口使用時(shí),因?yàn)閮?nèi)部有上拉電阻,那些被外部拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流(IIL)。</p><p> 除此之外,P1.0端口 和P1.1端口還可以作為定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的外部計(jì)數(shù)輸入(P1.0
32、/T2)和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2 的觸發(fā)輸入(P1.1/T2EX)用,具體參見(jiàn)下表:</p><p> 當(dāng)在對(duì)Flash ROM 編程或者程序校驗(yàn)時(shí),P1端口接收低8位的地址數(shù)據(jù)。</p><p> 表2-1 P1.0 和P1.1引腳復(fù)用功能</p><p> P2 端口(P2.0~P2.7,21~28 引腳):P2 口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 端口。
33、P2 的輸出緩沖器可以驅(qū)動(dòng)(吸收或輸出電流方式)4 個(gè)TTL 輸入。對(duì)端口寫(xiě)入1 時(shí),通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平,這時(shí)可用作輸入口。P2端口作為輸入口使用時(shí),因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻,那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流(IIL)。</p><p> 如果在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或者16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(例如執(zhí)行“MOVX @DPTR”指令)的時(shí)候,P2端口將送出高8位地址。當(dāng)在訪問(wèn)8位長(zhǎng)度地址的外部數(shù)
34、據(jù)存儲(chǔ)器(如執(zhí)行“MOVX @R1”指令)的時(shí)候,P2端口引腳上的數(shù)據(jù)內(nèi)容(就是專(zhuān)用寄存器(SFR)區(qū)中的P2口寄存器的內(nèi)容),在整個(gè)訪問(wèn)期間內(nèi)是不會(huì)改變的。</p><p> 當(dāng)在對(duì)Flash ROM 編程和程序校驗(yàn)的期間內(nèi),P2端口也將接收高位地址及一些控制信號(hào)。</p><p> P3端口(P3.0~P3.7對(duì)應(yīng)于10~17 引腳)。P3端口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位的雙向I
35、/O端口。P3端口的輸出緩沖器可以驅(qū)動(dòng)(吸收或輸出電流方式)4 個(gè)TTL輸入的信號(hào)。當(dāng)對(duì)端口寫(xiě)入“1”時(shí),它內(nèi)部的上拉電阻會(huì)把端口拉到高電平,此時(shí)P3端口可用作輸出口。當(dāng)P3端口做輸入口使用時(shí),因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻,那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸入一個(gè)電流(IIL)。</p><p> 當(dāng)在對(duì)Flash ROM編程或程序校驗(yàn)時(shí),P3端口還接收一些控制信號(hào)。</p><p> P3口除作為
36、一般I/O 口外,還有其他一些復(fù)用功能,如下表所示:</p><p> 表2-2 P3 口引腳復(fù)用功能復(fù)用功能</p><p> RST(9 引腳):復(fù)位引腳。當(dāng)通過(guò)此引腳給單片機(jī)連續(xù)輸入兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平信號(hào)時(shí)為有效,此引腳的功能為用來(lái)完成單片機(jī)的復(fù)位初始化操作。當(dāng)看門(mén)狗計(jì)時(shí)完成后,RST復(fù)位引腳輸出96個(gè)晶振周期的高電平信號(hào)。特殊寄存器AUXR(地址8EH)上的DISRTO
37、位可以讓此功能無(wú)效。DISRTO在默認(rèn)狀態(tài)下,復(fù)位高電平有效。</p><p> ALE/ ROG(30引腳):地址鎖存控制功能:(ALE)引腳是當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器的時(shí)候,鎖存低8位地址的輸出脈沖。當(dāng)在Flash 編程時(shí),此引腳(ROG)也可以用作編程輸入脈沖。</p><p> 通常情況下,ALE引腳是以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖的,它可以用來(lái)當(dāng)做外部定時(shí)器或者時(shí)鐘來(lái)使用。只是
38、需要注意的是,在每次訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的時(shí)候,ALE的脈沖將會(huì)跳過(guò)。</p><p> 如果需要,可以通過(guò)將地址位8EH的SFR的第0位置“1”,ALE操作將無(wú)效。這一位置“1”,ALE僅在執(zhí)行MOVX 或MOV指令時(shí)有效。否則,ALE將被微弱拉高。這個(gè)ALE使能標(biāo)志位(地址位8EH的SFR的第0位)的設(shè)置對(duì)微控制器處于外部執(zhí)行模式下無(wú)效。:</p><p> (29引腳):()是外部
39、程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。當(dāng)單片機(jī)從外部程序存儲(chǔ)器執(zhí)行外部代碼時(shí),會(huì)在每個(gè)機(jī)器周期被激活兩次,而訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的時(shí)候,將不被激活。</p><p> EA/VPP (31引腳):訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器的控制信號(hào)。:為了使能從0000H到FFFFH的外部程序存儲(chǔ)器的讀取指令,EA必須接地(GND)。注意加密方式為1時(shí),EA將內(nèi)部鎖定為RESET。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令,EA應(yīng)該接VCC。在Flash 編程期間,A也接收
40、12伏特的VPP電壓。</p><p> XTAL1(19引腳):振蕩器的反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。</p><p> XTAL2(18引腳):振蕩器的反相放大器的輸入端。</p><p> 第二節(jié) 鋰電池智能充放電芯片</p><p> HT3582DA鋰電池充電芯片是一款內(nèi)置基準(zhǔn)電壓的萬(wàn)能充電器的控制芯片,它具有自動(dòng)識(shí)
41、別電池極性和短路保護(hù)以及過(guò)溫保護(hù)等功能。此芯片有如下特點(diǎn):</p><p> 1.內(nèi)置基準(zhǔn)電壓源,空載時(shí)會(huì)穩(wěn)壓輸出,不需要用任何外圍元器件來(lái)調(diào)整空載電壓。</p><p> 2.芯片支持普通的三燈模式或者二燈模式及七彩燈模式。</p><p> 3.芯片的最大充電電流:300mA。</p><p> 4.芯片支持對(duì)0V電池的充電(電池
42、正接)。 </p><p> 5.當(dāng)電池快要充滿(mǎn)電時(shí)會(huì)自動(dòng)切換到恒壓充電模式,使電池可以充得更滿(mǎn)。</p><p> 6.芯片能自動(dòng)識(shí)別電池的極性。</p><p> 7.芯片具有短路保護(hù)功能。</p><p> 8.芯片還有過(guò)溫保護(hù)功能。 </p><p> 9.芯片的集成度高,應(yīng)用時(shí)只需接極少的外圍器件即
43、可應(yīng)用。</p><p> HT3582DA鋰電池充電芯片腳位圖及說(shuō)明見(jiàn)表2-3。</p><p> 表2-3 HT3582DA各個(gè)腳位描述</p><p> HT3582DA鋰電池充電芯片典型參數(shù)見(jiàn)表2-4。(除特殊說(shuō)明外,所有參數(shù)均在室溫下直流測(cè)得,并以GND 端電位為 0 電位)</p><p> 表2-4 HT3582DA
44、典型參數(shù)</p><p> HT3582DA鋰電池充電芯片的典型應(yīng)用電路如圖2-2所示。圖2-2中采用的是三燈充電的模式。如將L3去掉,則為普通二燈模式。</p><p> 圖2-2 HT3582DA普通3燈應(yīng)用方案</p><p> HT3582DA鋰電池充電芯片的模式選擇見(jiàn)表2-5、表2-6、表2-7。</p><p> 表2-5
45、 HT3582DA鋰電池充電芯片三等模式</p><p> 表2-6 HT3582DA鋰電池充電芯片二燈模式A</p><p> 表2-7 HT3582DA鋰電池充電芯片二燈模式B</p><p> 在圖2-2中,HT3582DA芯片如果選用七彩燈應(yīng)用方案時(shí),如果七彩燈品質(zhì)不是很好,可以在引腳3與GND之間并聯(lián)一個(gè)2.2uF的電容。如果七彩燈的品質(zhì)較好這個(gè)電容
46、可以不接。</p><p> HT3582DA鋰電池充電芯片的功能及狀態(tài)描述(參考三燈應(yīng)用電路)見(jiàn)表2-8所示。</p><p> 表2-8 HT3582DA三燈模式狀態(tài)列表</p><p> 注:(*)此處為負(fù)值,表示此時(shí)電池向電路放電(為L(zhǎng)ED供電)</p><p> (**)表格中所列數(shù)據(jù)均為典型值</p><
47、;p> HT3582DA鋰電池充電芯片如果在電源斷開(kāi)的情況下接入了電池,HT3582DA 芯片會(huì)通過(guò)自動(dòng)的“極性識(shí)別”系統(tǒng)對(duì)電池進(jìn)行相應(yīng)的控制。此時(shí)三個(gè)LED燈的狀態(tài)參見(jiàn)表2-8的描述。 </p><p> 電池空載時(shí),當(dāng)電源連通后而尚未接入電池時(shí),BTP引腳與BTN引腳兩端之間的電壓差為4.23V(典型值),三個(gè)LED燈的狀態(tài)參見(jiàn)表2-8的描述。</p><p> 正常充電及
48、飽和檢測(cè)時(shí),當(dāng)電源連通并且已經(jīng)接入未滿(mǎn)電池(電池電壓<4.10V【典型值】)時(shí),電源就已經(jīng)開(kāi)始通過(guò)HT3582DA芯片的控制對(duì)鋰電池進(jìn)行智能充電,充電的電流約為300mA(典型值),電池檢測(cè)到電池兩端的電壓緩緩升高,并且當(dāng)電池電壓升高到4.23V(典型值)的時(shí)候,電池已經(jīng)接近飽和狀態(tài),此時(shí)就會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)入恒壓充電模式。在此過(guò)程中三個(gè)LED燈的狀態(tài)參見(jiàn)表2-8的描述。當(dāng)電池電壓<4.10V(典型值),才會(huì)重新對(duì)鋰電池進(jìn)行充電。
49、</p><p> 短路保護(hù)功能,如果在電源接入后發(fā)生了電池短路的情況,那么HT3582DA芯片的內(nèi)部“短路保護(hù)”系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)將充電電流減小至25mA(典型值)。這個(gè)時(shí)候如果電池重新以正確的極性接入則仍然可以正常的對(duì)鋰電池進(jìn)行充電。</p><p> 過(guò)溫保護(hù)功能,假如充電時(shí)芯片結(jié)溫超過(guò)了TO(150℃典型值),那么芯片內(nèi)部的“過(guò)溫保護(hù)”系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)將充電電流減小,直到結(jié)溫下降至TR(
50、120℃ 典型值),芯片才恢復(fù)正常的充電狀態(tài)。</p><p> 第三節(jié) 發(fā)電機(jī)及太陽(yáng)能電池板</p><p> 本發(fā)電機(jī)選用的日本小型發(fā)電機(jī)。具體的發(fā)電機(jī)參數(shù)如下:</p><p> 電壓:在發(fā)電機(jī)大概一秒鐘轉(zhuǎn)一圈的情況下,發(fā)電電壓大概是11.5-12V。(最高可發(fā)電60V左右,差不多是一秒鐘轉(zhuǎn)五圈的速度)</p><p> 電流
51、:短接電機(jī)兩腳最大電流1.85A。(計(jì)算12V*1.85A=22.2W)</p><p> 此發(fā)電機(jī)輸出端的電壓是交流的,因此要經(jīng)過(guò)整流橋來(lái)進(jìn)行整流,整流后再通過(guò)穩(wěn)壓芯片來(lái)穩(wěn)壓,之后才用HT3582DA鋰電池充電芯片來(lái)給鋰電池充電。關(guān)于這一部分的里將在后面詳細(xì)介紹,這里不再多敘。發(fā)電機(jī)實(shí)物如圖2-3所示。</p><p> 圖2-3 發(fā)電機(jī)實(shí)物圖</p><p>
52、; 太陽(yáng)能電池板本設(shè)計(jì)選用的是9V/2W的多晶太陽(yáng)能電池板,規(guī)格:135*125mm。本太陽(yáng)能電池板的標(biāo)稱(chēng)功率為2W。輸出電壓/電流為9V約220mA。 工作時(shí)間的要求是要有充足的陽(yáng)光的照耀就可以正常使用,本電池板非存電產(chǎn)品,電量即發(fā)即用。 使用壽命:正常情況下,一般可以使用20-25年。 本產(chǎn)品屬玻璃工藝,比較重。</p><p> 產(chǎn)品防水,但切勿彎折!否則電流會(huì)減弱。所有產(chǎn)品的背后都可能有焊點(diǎn)和黑膠布,
53、焊點(diǎn)是為了固定正負(fù)極出線(xiàn)口,黑膠布是為了掩蓋住焊點(diǎn),和防止運(yùn)輸?shù)臅r(shí)候焊點(diǎn)跟其他產(chǎn)品擠壓產(chǎn)生刮花現(xiàn)象。產(chǎn)品只能在陽(yáng)光下使用,標(biāo)稱(chēng)功率是正午陽(yáng)光峰值,一早一晚的陽(yáng)光和不強(qiáng)烈的陽(yáng)光是達(dá)不到標(biāo)稱(chēng)的。太陽(yáng)能電池板的實(shí)物如圖2-4所示。</p><p> 圖2-4 太陽(yáng)能電池板實(shí)物圖</p><p> 第四節(jié) 硬件電路實(shí)現(xiàn)原理</p><p> 2.4.1單片機(jī)最小系統(tǒng)&
54、lt;/p><p> 本設(shè)計(jì)選用STC89C52RC的單片機(jī),單片機(jī)的最小系統(tǒng)如圖2-5所示。在圖中,電容C4為去耦電容,其功能是是為了保證單片機(jī)能更穩(wěn)定的工作。圖中的S1、C7及R1構(gòu)成了復(fù)位電路。此單片機(jī)是高電平復(fù)位,即當(dāng)按鍵S1按下時(shí),單片機(jī)的RST引腳被拉高,單片機(jī)被復(fù)位;當(dāng)按鍵S1松開(kāi)后,單片機(jī)的RST引腳被下拉電阻R1拉低,單片機(jī)開(kāi)始執(zhí)行用戶(hù)程序。電容C7是濾波電容,防止按鍵S1按下的瞬間,單片機(jī)的RS
55、T引腳電平信號(hào)抖動(dòng),影響單片機(jī)的工作。</p><p> 在圖2-5中,晶振Y1與電容C5、C6構(gòu)成了單片機(jī)的晶體振蕩電路。本設(shè)計(jì)當(dāng)中的晶振選用的是無(wú)源晶振,晶振為11.0592MHz。起振電容選用的是兩個(gè)22pF的小電容。</p><p> 圖 2-5 單片機(jī)最小系統(tǒng)</p><p> 2.4.2單片機(jī)輸入輸出接口</p><p>
56、 本設(shè)計(jì)中單片機(jī)的外圍接口電路如圖2-6所示。分別接有可調(diào)精密電位器、光敏電阻、LED控制電路及按鍵電路。</p><p> 圖2-6 單片機(jī)外圍接口電路</p><p> 在圖2-6中,單片機(jī)的P2.0端口為電池電壓檢測(cè)報(bào)警輸出用;P2.1為光照閾值設(shè)定旋鈕按鍵用;P2.2為電池電壓檢測(cè)用;P2.3為模擬路燈的LED控制輸出用;P1.0為手動(dòng)/自動(dòng)切換開(kāi)關(guān);P1.1為系統(tǒng)工作在手動(dòng)模
57、式時(shí),打開(kāi)路燈按鍵;P1.2為系統(tǒng)工作在手動(dòng)模式時(shí),關(guān)閉路燈的按鍵。</p><p> 單片機(jī)引腳P2.0與R2、D5構(gòu)成了電池電壓檢測(cè)報(bào)警輸出電路。其工作原理為當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到電池電壓低于設(shè)定值時(shí),單片機(jī)引腳P2.0給出低電平信號(hào)。此時(shí),流過(guò)LED燈D5的電流,首先經(jīng)過(guò)限流電阻R2限流在流過(guò)D5來(lái)點(diǎn)亮D5;當(dāng)單片機(jī)的引腳P2.0輸出高電平時(shí),電路VCC-R2-D5-GND這個(gè)回路兩端的電壓相同,因此不能導(dǎo)通,回
58、路中無(wú)電流流過(guò),故D5這個(gè)LED熄滅。</p><p> 單片機(jī)的引腳P2.3與R7、D6構(gòu)成了模擬路燈LED控制輸出電路。工作原理同P2.0回路一樣。當(dāng)單片機(jī)引腳P2.3給出低電平信號(hào)。此時(shí),流過(guò)LED燈D6的電流,首先經(jīng)過(guò)限流電阻R7限流在流過(guò)D6來(lái)點(diǎn)亮D6;當(dāng)單片機(jī)的引腳P2.3輸出高電平時(shí),電路VCC-R7-D6-GND這個(gè)回路兩端的電壓相同,因此不能導(dǎo)通,回路中無(wú)電流流過(guò),故D6這個(gè)LED熄滅。<
59、;/p><p> 單片機(jī)的引腳P2.1與電位器R3及電阻R4構(gòu)成了光照強(qiáng)度閾值設(shè)定電路,通過(guò)調(diào)節(jié)電位器R3,可以靈活的任意設(shè)置光照強(qiáng)度的閾值。這部分電路的工作原理是當(dāng)光照強(qiáng)度增加時(shí),光敏電阻的阻值減小;相反,當(dāng)光照強(qiáng)度減小時(shí),光敏電阻的阻值增大。而我們的設(shè)計(jì)里P2.1讀取的是開(kāi)關(guān)量,就可以通過(guò)調(diào)節(jié)電位器R3來(lái)調(diào)節(jié)單片機(jī)在某個(gè)光照強(qiáng)度時(shí),信號(hào)電平是“1”,或者是“0”。</p><p> 單
60、片機(jī)的引腳P2.2與電位器R5及電阻R6構(gòu)成了電池電壓檢測(cè)電路,通過(guò)調(diào)節(jié)電位器R5,可以設(shè)置合適電池電壓檢測(cè)的閾值。電池電壓檢測(cè)部分的工作原理是當(dāng)電池電壓減小時(shí)(正常值范圍3.8V-4.2V),P2.2端口檢測(cè)到的電平也會(huì)有微小的變化,可以通過(guò)調(diào)節(jié)電位器R5來(lái)設(shè)定當(dāng)電池電壓減小到某個(gè)值時(shí),P2.2端口的電平信號(hào)會(huì)有高、低電平之間的變化。利用此原理就可以檢測(cè)到電池電壓的變化,從而來(lái)對(duì)電池電壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)。 </p><p&
61、gt; P1.0、P1.1、P1.2分別為手動(dòng)/自動(dòng)切換開(kāi)關(guān),當(dāng)S2閉合時(shí)為自動(dòng)狀態(tài),當(dāng)S2斷開(kāi)時(shí)為手動(dòng)狀態(tài)。S3與S4分別為系統(tǒng)工作在手動(dòng)狀態(tài)時(shí)的打開(kāi)路燈和關(guān)閉路燈的按鍵。路燈在手動(dòng)模式時(shí),當(dāng)按下S3時(shí)路燈打開(kāi),當(dāng)按下S4時(shí)路燈關(guān)閉。圖中的R8、R9、R10都為上拉電阻,當(dāng)按鍵未按下時(shí),單片機(jī)的相應(yīng)引腳檢測(cè)到高電平,當(dāng)按鍵按下時(shí),相應(yīng)的單片機(jī)引腳檢測(cè)到低電平信號(hào)。</p><p> 2.4.3風(fēng)力發(fā)電及太陽(yáng)
62、能發(fā)電的整流及穩(wěn)壓電路</p><p> 在圖2-7中,J2為太陽(yáng)能電池板接口,其中的腳1接太陽(yáng)能電池板的正極,腳2接太陽(yáng)能電池板的負(fù)極,D2為防止太陽(yáng)能電池板的正負(fù)極接錯(cuò)的二極管。LM7805為穩(wěn)壓芯片,此芯片的功能為將前端的高于5V的電壓穩(wěn)定在5V的電壓。電容C1的功能為濾波電容,主要是去除文波電壓。</p><p> 圖2-7 交流電整流及穩(wěn)壓電路</p><
63、p> 圖中J1為風(fēng)力發(fā)電機(jī)接口。因?yàn)轱L(fēng)力發(fā)電的發(fā)電電壓是交流的,因此對(duì)于此端口的接線(xiàn)是不分正負(fù)的。圖2-7中的D1是一個(gè)整流橋,它的功能就是將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?。整流后的直流電壓?jīng)過(guò)7805穩(wěn)壓最后輸出給鋰電池充電芯片。</p><p> 2.4.4鋰電池充電電路</p><p> 鋰電池充電電路如圖2-8所示。關(guān)于芯片HT3582DA的芯片資料前面已經(jīng)有過(guò)介紹。此芯片的引腳2
64、、3、4都是為接LED準(zhǔn)備的,本設(shè)計(jì)中選擇的HT3582DA芯片工作模式為2燈的七彩工作模式。芯片的引腳3接的LED為七彩LED。引腳4接的為普通的紅色LED。其中的兩個(gè)電容都為濾波電容。圖中的J3為鋰電池接口端子,此端子腳1接電池正極,腳2接電池負(fù)極。</p><p> 圖2-8 鋰電池充電電路</p><p> 這部分的整體電路如圖2-9所示。</p><p&g
65、t; 圖2-9 系統(tǒng)原理圖</p><p> 第三章 軟件方面程序編寫(xiě)</p><p> 第一節(jié) 單片機(jī)開(kāi)發(fā)環(huán)境</p><p> Keil C51軟件是美國(guó)的Keil Software公司推出的51系列兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件的開(kāi)發(fā)環(huán)境,此款軟件與匯編相比,因?yàn)镃語(yǔ)言在可讀性、結(jié)構(gòu)性、可維護(hù)性以及功能上都是有明顯優(yōu)勢(shì)的,因此C語(yǔ)言易學(xué)易用,它的程序移植非常的靈
66、活。Keil軟件提供了包括C的編譯器以及宏匯編、連接器和庫(kù)管理還有一個(gè)功能強(qiáng)大的在線(xiàn)仿真調(diào)試器等在內(nèi)的一個(gè)整套的開(kāi)發(fā)方案,這些都可以通過(guò)一個(gè)集成的開(kāi)發(fā)環(huán)境(uVision)將所有這些部分組合在一起。當(dāng)然,運(yùn)行Keil C軟件的操作系統(tǒng)要求WIN98、WIN2000、NT、WINXP等等操作系統(tǒng)。如果你選擇了C語(yǔ)言編程,那么Keil C軟件幾乎就是你的首選軟件,假如即使我們不選用C語(yǔ)言而僅使用匯編語(yǔ)言來(lái)編程,其方便易用,簡(jiǎn)單直觀的集成開(kāi)發(fā)
67、環(huán)境和強(qiáng)大的軟件仿真調(diào)試工具也會(huì)讓你開(kāi)發(fā)事半功倍。</p><p> Keil的發(fā)展過(guò)程目前來(lái)看主要經(jīng)歷了Keil μVision2、Keil μVision3、Keil μVision4、Keil μVision5這幾個(gè)階段。本設(shè)計(jì)選用的開(kāi)發(fā)環(huán)境是Keil μVision4,因?yàn)镵eil μVision4是2009年2月發(fā)布的,從他的發(fā)布到現(xiàn)在已經(jīng)有一段時(shí)間了,經(jīng)過(guò)用戶(hù)的使用,這個(gè)版本還是比較穩(wěn)定的,而且一些
68、新功能對(duì)用戶(hù)的使用也很方便。而最新版的Keil μVision5是2013年10月才發(fā)布的,這個(gè)版本雖然是最新的,但是還沒(méi)有經(jīng)過(guò)時(shí)間的驗(yàn)證。</p><p> Keil μVision4引入了靈活的窗口管理功能,這讓開(kāi)發(fā)人員可以使用多臺(tái)監(jiān)視器,而且它還提供了在視覺(jué)上的表面對(duì)窗口位置的控制可以在任何地方。這個(gè)版本提供的新用戶(hù)界面可以非常好地利用用戶(hù)的屏幕空間以及更有效地組織多個(gè)窗口,提供了一個(gè)整潔的、高效的開(kāi)發(fā)環(huán)
69、境讓用戶(hù)編寫(xiě)程序。這個(gè)版本在支持的芯片上也是更多的支持了一些最新的ARM芯片,還添加了一些其他的新功能。</p><p> 在2011年3月份ARM公司發(fā)布了最新的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境RealView MDK開(kāi)發(fā)工具,其中就集成了這個(gè)版本的Keil uVision4,它的編譯器和調(diào)試工具實(shí)現(xiàn)了與ARM器件的最完美的匹配。</p><p> 使用本軟件有如下有點(diǎn):</p><
70、p> 1.使用Keil C51軟件生成的目標(biāo)代碼效率是非常高的,大多數(shù)語(yǔ)句經(jīng)過(guò)編譯后生成的匯編代碼都很緊湊,而且很容易理解。這在開(kāi)發(fā)一些大型軟件的時(shí)候更能體現(xiàn)出高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)來(lái)。</p><p> 2.它與匯編相比,C語(yǔ)言的開(kāi)發(fā)在可讀性、結(jié)構(gòu)性、可維護(hù)性以及功能上都有明顯的優(yōu)勢(shì),因此它簡(jiǎn)單易學(xué)。如果用戶(hù)用過(guò)匯編語(yǔ)言后再使用C語(yǔ)言來(lái)開(kāi)發(fā),體會(huì)的就會(huì)更加深刻。</p><p> 第
71、二節(jié) 項(xiàng)目開(kāi)發(fā)過(guò)程</p><p> 安裝好Keil uVision4后,首先打開(kāi)軟件,軟件界面如圖3-1所示。進(jìn)入開(kāi)發(fā)環(huán)境后再點(diǎn)擊“project”,這時(shí)會(huì)有下拉菜單,在下拉菜單里選擇“new uVision4 project...”,來(lái)新建一個(gè)工程。接下來(lái)會(huì)彈出選擇工程路徑及給工程命名的對(duì)話(huà)框,這個(gè)根據(jù)自己的需要設(shè)置好就可以。起好工程名后,軟件會(huì)讓用戶(hù)選擇CPU,我們這里選用的是Atmel菜單下的AT89C
72、52這個(gè)CPU。這一步做完后,我們的工程就設(shè)置好了。</p><p> 圖3-1 Keil uVision4軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境</p><p> 接下里需要我們?cè)谛陆ㄒ粋€(gè)“XXX.C”的文件。首先單擊“File”菜單,在下拉列表里選擇“NEW…”,新建后在點(diǎn)擊保存按鍵。讓用戶(hù)選擇保存C文件的路徑及文件名的對(duì)話(huà)框。我們根據(jù)自己的需要設(shè)置好。這時(shí)我們的C文件就設(shè)置好了。這個(gè)C文件最好與剛才設(shè)置的
73、工程文件最好在一個(gè)目錄下。</p><p> 接下來(lái)我們需要添加源文件。在下面的Project一欄中的TarGet 1-Source Group 1上右擊鼠標(biāo)鍵后在彈出的對(duì)話(huà)框里選擇“Add Files to Group ‘Source Group 1’…”來(lái)添加我們剛剛保存的C文件,添加好后畫(huà)面如圖3-2所示。</p><p> 圖3-2 單片機(jī)開(kāi)發(fā)環(huán)境</p><
74、;p> 上圖中我們已經(jīng)按照C語(yǔ)言的語(yǔ)法編寫(xiě)好了程序,在開(kāi)發(fā)環(huán)境中我們?cè)O(shè)置的注釋語(yǔ)句為綠色字符,如圖中所示。</p><p> 關(guān)于本設(shè)計(jì)的程序代碼如下:</p><p> #include <reg51.h> //此文件中定義了51的一些特殊功能寄存器</p><p> sbit alarm=P2^0; // 電池電壓報(bào)
75、警輸出</p><p> sbit check_light=P2^1; // 檢測(cè)光照強(qiáng)度</p><p> sbit check_V=P2^2; // 檢測(cè)電池電壓</p><p> sbit lamp=P2^3; // 路燈控制</p><p> void Delay10ms(unsign
76、ed int); //延時(shí)函數(shù)聲明</p><p> /*******************************************************************************</p><p> * 函 數(shù) 名 : main</p><p> * 函數(shù)功能 : 主函數(shù)</p><p&
77、gt; * 輸 入 : 無(wú)</p><p> * 輸 出 : 無(wú)</p><p> *******************************************************************************/</p><p> void main()</p><p>
78、;<b> { </b></p><p><b> while(1)</b></p><p><b> {</b></p><p> if (check_light==0) //若光線(xiàn)暗</p><p><b> {</b></p>
79、<p> lamp=0; //打開(kāi)路燈</p><p><b> }</b></p><p> else //否則,光線(xiàn)強(qiáng)</p><p><b> {</b></p><p> lamp=1; //關(guān)閉路燈</p><p&g
80、t;<b> } </b></p><p> if (check_V==0) //若電壓低</p><p><b> {</b></p><p> alarm=0; //打開(kāi)報(bào)警LED</p><p><b> }</b></p><p&
81、gt; else //否則</p><p><b> {</b></p><p> alarm=1; //關(guān)閉報(bào)警LED</p><p><b> } </b></p><p><b> }</b></p><p><
82、;b> }</b></p><p> 現(xiàn)就程序中設(shè)計(jì)的代碼做一些解釋及說(shuō)明。第一條:#include <reg51.h>語(yǔ)句是C語(yǔ)言中引用頭文件的用法,因?yàn)椴徽撊魏螁纹瑱C(jī)最底層的編程都是用匯編來(lái)做的,這個(gè)頭文件“reg51.h”就是51單片機(jī)的頭文件,我們?cè)谶@引用后是為了再以后可以方便的用單片機(jī)的一些寄存等,而不必再去跟手單片機(jī)的數(shù)據(jù)手冊(cè)去查找某個(gè)寄存器的地址。這個(gè)頭文件一般都是
83、廠家做好后封裝在軟件了的,我們需要做的只是會(huì)調(diào)用就好了。</p><p> 語(yǔ)句“sbit alarm=P2^0;”的含義是按照位定義了一個(gè)alarm,即以后我們?cè)诔绦蚓幊虝r(shí)用到alarm這個(gè)變量時(shí),就等同于用P2^0這個(gè)寄存器的位一樣。P2^0這句的含義是P2端口的第0位。這一整句含義就是定義P2端口的位0等同于alarm變量。程序中其他這種定義在這里不再多敘述。</p><p>
84、主程序中主要用if語(yǔ)句做的判斷,其中check_light為光線(xiàn)檢測(cè)標(biāo)志;lamp為路燈控制輸出,此值為0時(shí)路燈打開(kāi),為1時(shí)路燈關(guān)閉;check_V為電池電壓檢測(cè)標(biāo)志;alarm為電池電壓報(bào)警輸出控制,此值為0時(shí)報(bào)警,為1時(shí)不報(bào)警。</p><p><b> 總 結(jié)</b></p><p> 風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電技術(shù),是一套比較完善的發(fā)電應(yīng)用系統(tǒng),該系統(tǒng)是利用太陽(yáng)能電池方
85、陣、風(fēng)力發(fā)電機(jī)(將交流電轉(zhuǎn)化為直流電)將發(fā)出的電能存儲(chǔ)到蓄電池組中,當(dāng)用戶(hù)需要用電時(shí),再將電能轉(zhuǎn)化為用戶(hù)需要的能源。本設(shè)計(jì)中以單片機(jī)STC89C52為核心作為控制路燈的主控板,經(jīng)過(guò)調(diào)試,能完全達(dá)到智能控制路燈LED的要求。電路中設(shè)計(jì)的鋰電池充電控制芯片也能很好的完成對(duì)鋰電池充電保護(hù),從而延長(zhǎng)了鋰電池使用壽命。設(shè)計(jì)的手自動(dòng)切換功能也能方便用戶(hù)根據(jù)需要任意的控制路燈的開(kāi)或者關(guān)。另外,系統(tǒng)設(shè)計(jì)了簡(jiǎn)易的電池電壓檢測(cè)裝置,這個(gè)功能可以防止電池過(guò)放
86、電能,達(dá)到保護(hù)電池的功能。經(jīng)過(guò)實(shí)際的硬件演示,基本達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。 </p><p><b> 致 謝</b></p><p> 這次的程設(shè)計(jì)對(duì)于我來(lái)說(shuō)是一次更深入的學(xué)習(xí)本專(zhuān)業(yè)知識(shí)的過(guò)程,在設(shè)計(jì)之初我感到無(wú)從下手,隨著自己對(duì)相關(guān)資料的掌握,開(kāi)始對(duì)這個(gè)設(shè)計(jì)一步步的有條不紊的完成,在這個(gè)期間確實(shí)遇到了很多的問(wèn)題。但是在XXX老師的細(xì)心、耐心指導(dǎo)下,和自己查閱一些資料,
87、最終這些問(wèn)題與難題都得到了解決。使我可以按時(shí)完成課程設(shè)計(jì)并讓自己的專(zhuān)業(yè)知識(shí)得到了更深層次的發(fā)展,個(gè)人的綜合能力也得到了很大的提高。在做課程設(shè)計(jì)這個(gè)過(guò)程中,XXX老師在百忙之中對(duì)我的課程設(shè)計(jì)進(jìn)行了細(xì)心的指導(dǎo)。從系統(tǒng)框架的整理及思路的理清到內(nèi)容的擴(kuò)充及完善;從本文用語(yǔ)到論文格式的規(guī)范;XXX老師都嚴(yán)格要求,力求完美。這讓我從老師那里學(xué)到了嚴(yán)謹(jǐn)、務(wù)實(shí)、認(rèn)真的工作態(tài)度和極強(qiáng)的敬業(yè)精神。真的很感謝老師的對(duì)我的幫助!</p><
88、p><b> 參考文獻(xiàn)</b></p><p> [1] 李少林;姚國(guó)興;;風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電蓄電池超級(jí)電容器混合儲(chǔ)能研究[J];電力電子技術(shù);2010 年02 期8. </p><p> [2] 崔雪;賈廷綱;;一種小型獨(dú)立風(fēng)光互補(bǔ)照明裝置[J];上海電機(jī)學(xué)院學(xué)報(bào);2010 年02 期
89、 </p><p> [3] 彭曉華;鄧隱北;孟雪玲;尚俊梅;;離網(wǎng)型風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的研制與應(yīng)用[J];太陽(yáng)能;2009 年02 期
90、 </p><p> [4] 王志新;;風(fēng)光互補(bǔ)技術(shù)及應(yīng)用[J];新材料產(chǎn)業(yè);2009 年02 期 </p><p> [5] 肖貴賢;汪有源;;風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[J];中國(guó)科技信息;2009 年22
91、期 </p><p> [6] 黃璜;羅傳仙;;風(fēng)光互補(bǔ)照明系統(tǒng)淺析[J];中國(guó)科技信息;2010 年08 期 </p><p> [7] 肖貴賢;汪有源;;風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[J];中國(guó)科技信息;2009 年22 期 </p><p> [8] 王洪濤;李允俊;;小型風(fēng)光互補(bǔ)電源的蓄電池智能充電裝置的設(shè)計(jì)[J];中國(guó)高新技術(shù)企業(yè);2011 年
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