安徽工程大学机电学院毕业设计（论文）
毕业设计（论文）
基于单片机的太阳能路灯控制器设计
摘要
本论文主要完成对光伏电源LED照明控制系统进行优化设计和研究，以使系统达到稳定、操作方便、节能环保的要求。太阳能路灯智能控制器以AT89C52单片机为核心，主要由六个部分组成：太阳能电池板、蓄电池、负载（LED路灯）、控制器、测量电路、充电电路、放电/负载驱动电路。本课题的主要研究内容有：针对现有独立运行的太阳能路灯控制器的特点，实现多点控制蓄电池剩余荷电容量（SOC）控制和脉宽调制信号（PWM）来驱动太阳能LED路灯控制器的硬件设计和软件程序设计。
首先对太阳能路灯基本模块组成、基本功能及发展现状进行了阐述，并根据蓄电池剩余荷电容量（SOC）的数学模型和剩余荷电容量（SOC）与蓄电池的使用寿命的关系提出了单片机系统改进的控制方案，并根据实际需要提出用脉宽调制信号（PWM）来驱动和调节白光LED，可使白光LED工作于发射最纯净白光。半导体PN结技术的太阳能光伏发电技术与发光二极管(LED)照明技术，都有着环保、节能、长寿命和安全的特点。对这两项技术的高效结合进行优化研究，符合我国目前节能，环保及可持续性发展的目标。
总之，随着城市规模的不断扩大，现有的路灯技术不能达到环保节能的要求，本文采用多点控制蓄电池剩余荷电容量（SOC）控制和脉宽调制信号（PWM）来驱动太阳能LED路灯控制器的硬件设计和源程序设计，能有效解决LED太阳能路灯的不足。因此，本课题设计对我国LED路灯节能环保的发展有很大的现实意义。
关键词：光伏发电；剩余荷电容量；脉宽调制信号；控制系统
汪婷婷：基于单片机的太阳能路灯控制器设计
The Design of solar street lamps controller which based on single chip
microcomputer
Abstract
This thesis mainly completed on photovoltaic power LED lighting control system optimization design and research in order to make the system achieve stability, convenient operation, energy conservation and environmental protection requirement.The intelligent controller of solar street lamp with AT89C52 single-chip computer as the core is mainly composed of six parts: solar panel, battery and load (LED lamp), controller, measurement circuit and charging circuit, drive circuit discharge/load. This topic's mainly research of the content includes: according to the existing independent movement of the solar energy street light controller's characteristic. It realized the multi-spot control accumulator cell surplus electrically which control the charged capacity (SOC) and actuates the solar energy LED street light controller which by the pulse-duration modulation signal (PWM)?s hardware design and the firmware program design.
First,this artical in detail find the basic modules for solar street light, the basic function and development. To improve control programs, it based on the remaining battery capacity of charge (SOC) of the mathematical model and the remaining capacity of charge (SOC) and battery life of the relationship between the proposed SCM system and proposed to the actual needs of PWM signal (PWM) to drive and adjust the white LED.Then the white LED can work on the launch of the purest white.What?s more, PN junction semiconductor technology, solar photovoltaic technology and light-emitting diode (LED) lighting technology, all have environmental protection, energy saving, long life and safety features. Combining these two techniques to optimize the research, in line with our current energy, environmental protection and sustainable development are the development goals.
In one words, along with the expansion of urban scale's unceasing , the existing street light technology cannot achieve the environmental protection energy conservation the request. This article uses the multi-spot control accumulator cell surplus electrically charged capacity (SOC) to control and the pulse-duration modulation signal (PWM) actuates the solar energy LED street light controller's hardware design and the firmware program design. It may can the effectively survive LED solar energy street light's insufficiency. Therefore, this topic design has the very big practical significance to our country which based on LED street light energy conservation environmental protection's development.
Keywords：solar photovoltaic technology; SOC; PWM ; control system
II
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目录
引言 (1)
第1章概述 (2)
1.1 研究背景、目的与意义 (2)
1.2 设计要求 (2)
1.2.1太阳能路灯系统组成、工作原理与发展现状 (3)
1.2.2设计思路 (3)
1.3课题意义 (4)
第2章系统设计简介 (5)
2.1 单片机简介及选择 (5)
2.1.1 AT89C52单片机 (6)
2.2路灯系统简介 (7)
2.3太阳能LED路灯控制器功能模块概述 (9)
2.4 电源、晶振、复位硬件电路 (9)
2.4.1电源模块设计 (9)
2.4.2 晶振电路 (10)
2.4.3 复位电路 (11)
第3章I/O控制部分硬件设计 (12)
3.1电压采样模块设计 (12)
3.1.1太阳能路灯系统设计的关键技术 (12)
3.2温度采样模块 (14)
3.3 DS1307芯片作用及其与系统连接图 (16)
3.4充电控制模块 (17)
3.4.1 蓄电池的充电控制电路 (17)
3.4.2 温度补偿 (17)
3.4.3充电电路的设计与实现 (17)
3.5放电控制模块的设计 (18)
3.6 照明电路 (19)
3.7单片机实现脉宽调制信号（PWM）输出的软硬件设计 (20)
第4章系统软件设计 (25)
4.1 太阳能LED路灯控制电路程序的设计 (25)
4.2 子程序流程图 (26)
结论与展望 (34)
致谢 (36)
参考文献 (37)
附录A：系统原理图 (39)
附录B: 外文文献及译文 (40)
附录C：主要参考文献及摘要 (45)
附录D：源程序 (46)
汪婷婷：基于单片机的太阳能路灯控制器设计
插图清单
图1-1 太阳能控制系统 (3)
图2-1 太阳能LED路灯系统总框图 (8)
图2-2 路灯控制器的结构框图 (9)
图2-3 电源模块总电路 (10)
图2-4 时钟电路 (10)
图2-5 复位电路 (11)
图3-1 太阳能电池与铅酸蓄电池电压采样模块电路设计 (14)
图3-3 多路DS18B20与TA89C52引脚连接图 (15)
图3-4 DS18B20工作流程图 (15)
图3-5 DS1307与单片机的连接 (16)
图3-6 充电控制电路 (18)
图3-7 放电控制原理图 (19)
图3-8 LED路灯驱动与亮度调节电路示意图 (20)
图3-9 PWM调变电路 (21)
图3-10 PWM调变示意图 (21)
图3-11 8253的内部接口和引脚 (22)
图3-12 PWM信号产生电路计数芯片8253部分原理图 (23)
图4-1 外部计数子流程图 (25)
图4-2 DS18B20的测温程序流程图 (27)
图4-3 运行太阳能LED路灯控制器固件程序流程 (33)
IV
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表格清单
表2-1 基本型和增强型的MCS-51系列单片机片内的基本硬件资源 (5)
表3-1 12V蓄电池放电过程容量－电压对应值 (14)
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引言
跨入21世纪后，人类面临着实现经济和社会可持续发展的重大挑战，如何能在能源有限和环境保护的双重制约下发展经济已成为全球的热点问题。而能源问题更为突出，不仅表现在常规能源的匮乏，更严重的是化石能源的开发利用更加剧了环境的恶化。主要表现为以下几个方面：
(1)能源短缺。常规能源的有限性和分布不均匀，造成了世界上大部分国家能源供应不足，不能满足其经济发展的需求。从长远来看，全球已探明石油储量只能用到2020年，天然气也只能延续到2040年左右，即使储量丰富的煤炭资源也只能维持二三百年。因此，人类迟早要面临化石燃料枯竭的危机局面。(2)环境污染。燃烧煤、石油等化石燃料，每年有数十万吨硫等有害物质排入天空，是大气环境遭到严重污染，直接影响居民的身体健康和生活质量；甚至在局部地区形成酸雨，严重污染水土资源。
(3)温室效应。化石能源的利用不仅造成环境污染，同时会排放大量的温室气体，产生温室效应，引起全球气候变化
太阳辐射能是取之不尽、用之不竭的,是人类能够自由利用的能源。在世界能源短缺、环境污染日益严重的今天，充分开发利用太阳能是世界各国政府可持续发展的能源战略决策。
太阳能道路照明灯也是替代现今输电线路灯的趋势，它不需要架设输电线路或挖沟铺设电缆，不用专人管理和控制，可安装在广场、停车场、高尔夫球场、校园、公园、街道和高速公路等任何地方。
道路照明与人们生产生活密切相关，随着我国城市化进程的加快，绿色、高效、长寿命的太阳能LED路灯逐渐走入人们的视野。
太阳能LED路灯系统是一种独立运行的光伏系统，由太阳能电池、蓄电池、LED路灯、充电、放电及驱动电路、控制器六个部分组成。而蓄电池是太阳能LED路灯系统中混合动力系统的重要部分之一，因此它的剩余荷电容量（SOC）对系统的稳定性也有重大影响[3]。太阳能LED路灯系统在控制器的控制下，白天太阳能电池通过充电电路向蓄电池充电，夜间蓄电池放电驱动LED路灯，所以控制器的设计是非常重要的。如果蓄电池经常过放或过充，会造成蓄电池寿命大大缩短。针对这种问题，在论文中我们采用分段多点监控法去监控蓄电池剩余荷电容量（SOC）的充电/放电法，在放电过程中象控制器在充电过程中一样，分段多点监控，在不同的阶段用不同宽度的PWM信号输出控制，有效避免了过放。最后设计了太阳能控制器的硬件和系统的控制软件。
汪婷婷：基于单片机的太阳能路灯控制器设计
第1章概述
1.1 研究背景、目的与意义
随着科学技术的迅速发展，世界能源危机日益严重，利用常规能源已不能适应世界经济快速增长的需要，开发和利用新能源越来越引起各国的重视。太阳能源本身的安全可靠、无噪声、无污染和可再生性的特点，加之现今光伏技术的逐渐成熟，利用光伏发电成为解决能源问题的一大途经。
随着可持续发展的不断深入，人们在积极开发各类可再生新能源的同时也在倡导节能减排的绿色环保技术而在照明领域，寿命长节能安全绿色环保色彩丰富微型化的LED固态照明也已被公认为世界一种节能环保的重要途径，太阳能LED路灯同时整合了这两者的优势。
在国家可持续发展战略的推动下，太阳能产业从无到有、从小到大发展起来。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。
在欧洲大部分地区，环保的思路推动着替代能源技术的开发，太阳能被公认为是一种极好的替代能源。它的利用有助于降低CO2的排放，因而达到保护环境，很多国家，如丹麦、芬兰、德国和瑞士，都认为气候变暖是推动太阳能研究开发、发展和销售活动的主要因素。尽管受到常规能源的低价影响，在欧洲很多国家中，太阳能装置市场仍然持续增长。法国的太阳能设计师们，正在用“绿色设计”原则代替“太阳能”设计原则，就是要统筹考虑能源性能、安全材料的应用、日光照明、居住的舒适度和健康等因素。这种新设计方法，将应用于Angers的法国环境保护和能源管理署的办公大楼。现今,LED路灯相对于高压钠灯路灯的优越性已被绝大部分专业人士认可，然而遗憾的是目前大多数的LED路灯仍然采用交流电供电，一方面是交流电路灯的技术已经十分成熟，而太阳能路灯还有很多不确定因素，另一方面主要的考虑仍然是太阳能的初始投资过大，从而忽略了太阳能供电的很多根本优越性。
然而真正要用太阳能来取代一切能源还是一个长期而艰巨的任务,任何新生事物最好先从小打小闹开始，而且采用“自产自销”的方式，路灯就是一个最好的采用太阳能的试点工程。而且，节能和减排一样，必须先由政府倡导，甚至像德国那样采用政府补贴的方法来推广。我们欣喜地发现,路灯工程原本即政府工程，是由政府来进行招投标的。因此,由LED路灯取代高压钠灯、由太阳能LED路灯取代交流电LED路灯正是大势所趋。
1.2 设计要求
智能太阳能路灯系统由太阳能电池板、蓄电池、LED 路灯控制器及过充过放保护电路，光控、时控电路等组成。白天太阳能电池板接受太阳辐射能并转化为电能输出，经过充电控制电路储存在蓄电池中；晚间当光线照度降低时，控制器使LED灯点亮，进行指示性照明。控制器检测到蓄电池充电或放电超出一定范围时，控制器切断充放电回路，保证电池不被损坏。遇到连续阴雨天季节可切换成市电照明，避免蓄电池长期亏电。
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1.2.1太阳能路灯系统组成、工作原理与发展现状
目前的太阳能路灯控制系统都是独立光伏控制系统，主要由7个部分组成：太阳能电池板、蓄电池、负载（LED路灯）、控制器、测量电路、充电电路、放电/负载驱动电路。基本结构如图1-1所示：
太阳能电池板蓄电池LED路灯
充电电路测量电路放电/驱动电路
控制器
图1-1 太阳能控制系统
太阳能LED路灯运行过程中，LED路灯都是在夜间运行的。因此太阳能LED路灯的工作方式为：在白天太阳能电池在控制器控制下通过充电路为蓄电池充电，而在夜间或连续阴雨天气里蓄电池放在控制器控制下通过放电/驱动电路点亮并调节LED路灯的亮度。另外因为太阳能电池受环境温度、光照条件、湿度等影响很大，所以供应的电力不稳定，蓄电池可以稳定整个路灯系统电路的势能，为控制器提供稳定的工作电压和电流。在太阳能LED路灯系统中，太阳能电池的使用寿命一般是在20～30年，而LED正常寿命也在10万小时以上，而寿命比较长的免维护铅酸蓄电池的寿命在使用得当的情况下，一般是5～6年，所以铅酸蓄电池的使用寿命基本上就代表着太阳能路灯的阶段性寿命。目前，市场上有各种各样的太阳能路灯，这些路灯系统主要问题是可靠性不高，其原因是：控制器对于蓄电池的保护不充分而导致蓄电池的损坏。这些控制器对蓄电池的充电采取了很多有效的措施，确保蓄电池不会过充电；比如当蓄电池的电压达到充满点（密封铅酸电池为单体2.35V，固定式铅酸电池为单体2.5V）时，控制器将充电回路断开，或者采用脉宽调制的办法或多路充电的办法，随蓄电池的电压接近充满点时，充电电流逐渐减小，从而达到保护蓄电池不被过充的目的。但是对于防止蓄电池过放电，目前市场上的太阳能路灯控制器只是一点式控制。即在蓄电池达到过放点之前不做任何控制。尽管目前的路灯控制器一般还具有光控开关和定时器，可以人为设定路灯的工作时间，也有将路灯的功率分档，前半夜满功率，后半夜半功率工作，但都没有通过在线检测蓄电池的剩余容量而自动调整负荷,这样仍然避免不了蓄电池的过放电，而蓄电池一旦过放电，或者强迫将负载断开，或者由于蓄电池电压过低使负载自动断电。这样做的后果是：切断负载影响整个系统的正常工作并且蓄电池已经处于深度放电状态，大大缩短了蓄电池的使用寿命[9]。
1.2.2设计思路
在本课题的设计过程中充分考虑了蓄电池过充与过放问题，根据蓄电池剩余荷电容量（SOC ）充放电数学模型和剩余荷电容量（SOC）与蓄电池循环寿命的关系，在设计太阳能LED路灯控制器的时候，我们采用以下控制方案，
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完全避免蓄电池过充和过放，并保证LED路灯以尽可能延长点亮的时间。在充电阶段为三段控制：第一段（10% 1.3课题意义 基于对现有太阳能控制器的缺点的改进方案设计了可独立运行的太阳能LED路灯系统控制器的软硬件设计。设计独立运行的太阳能LED路灯控制器的技术可用于其他独立光伏系统的设计与控制。比如太阳能屋顶、光伏建筑一体化，风光水泵，户外独立工作的信号转播设施等等。当然光伏电源LED照明系统目前在实际应用过程中也都有着一些不足和技术瓶颈，例如太阳能光伏发电技术的效率一直不高，大功率LED的散热问题也一直有待更好的解决，蓄电池的使用寿命影响了整个系统的整体使用寿命等等，且光伏发电和LED照明两项技术都面临着成本较高，初期投入大的应用困难。但作为有潜力和市场需求的新兴技术，随着技术的发展，工业化商业化的进行，成本问题能得到有效的减少。太阳能利用技术和LED照明产业已经由技术开拓时期开始步入应用研究阶段，我们完全能相信集合了新一代能源和新一代光源优点的光伏电源LED照明系统定会进一步快速发展，引领我们进入一个绿色节能新时代。 安徽工程大学机电学院毕业设计（论文） 第2章 系统设计简介 本文介绍基于单片机的太阳能路灯控制器的设计,对12 V 和24 V 蓄电池可自动识别，可实现对蓄电池的科学管理，指示蓄电池过压、欠压等运行状态，同时具有负载过流、短路保护功能；具有较高的自动化和智能化水平。 2.1 单片机简介及选择 单片机是集成电路技术与微型计算机技术高速发展的产物。体积小、价格 低、应用方便、稳定可靠，因此，给工业自动化等领域带来了一场重大革命和技术进步。 由于体积小，很容易地嵌入到系统之中，以实现各种方式的检测、计算或控制，这一点，一般微机根本做不到。 由于单片机本身就是一个微型计算机，因此只要在单片机的外部适当增加一些必要的外围扩展电路，就可以灵活地构成各种应用系统，如工业自动检测监视系统、数据采集系统、自动控制系统、智能仪器仪表等。 20世纪80年代以来，发展迅速，世界一些著名厂商投放市场的产品就有几 十个系列，数百个品种，Intel 公司的MCS-48、MCS-51，Motorola 公司的6801、6802，Zilog 公司的Z8系列，Rockwell 公司的6501、6502等。此外，荷兰的Philips 公司、日本的NEC 公司、日立公司等也相继推出了各自的产品。 尽管机型很多，但是在20世纪80年代以及90年代，在我国使用最多的8位单片机还是Intel 公司的MCS-51系列单片机以及与其兼容的单片机（称为51系列单片机）MCS-51系列单片机主要包括 基本型：8031/8051/8751（低功耗型80C31/80C51/87C51）； 增强型：8032/8052/8752。 已为我国广大技术人员所熟悉和掌握。在上世纪80年代和90年代，MCS-51系列是在我国应用最为广泛的单片机机型之一。表2-1列出了基本型和增强型的MCS-51系列单片机片内的基本硬件资源。 表2-1：基本型和增强型的MCS-51系列单片机片内的基本硬件资源 AT89C52 ATMEL 公司生产的低电压，高性能CMOS 8位单片机．片内含 8KbyTES 的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM ）和256 byTES 的随机存取数据存储器（RAM ），器件采用ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产， 型号 片内程序 存储器 片内数据存储器 （B ） I/0口线 （位） 定时器计数器 （个） 中断源个数 （个） 基本型 8031 无 128 32 2 5 8051 4KB ROM 128 32 2 5 8751 4KB EPROM 128 32 2 5 增强型 8032 无 256 32 2 6 8052 8KB ROM 256 32 2 6 8752 8KB EPROM 256 32 2 6 汪婷婷：基于单片机的太阳能路灯控制器设计 与标准MCS-51指令系统及8052产品引脚兼容，片内置通用8位中央处理器（CPU）和FLASH由存储单元，功能强大AT89C52单片机适用于许多较为复杂控制应用场合。 本设计中我们采用AT89C52单片机作为控制电路的核心器件。 2.1.1 AT89S52单片机 AT89C52为40 脚双列直插封装的8 位通用微处理器，采用工业标准的C51内核，在内部功能及管脚排布上与通用的8xc52 相同，其主要用于会聚调整时的功能控制。功能包括对会聚主IC 内部寄存器、数据RAM及外部接口等功能部件的初始化，会聚调整控制，会聚测试图控制，红外遥控信号IR的接收解码及与主板CPU通信等。主要管脚有：XTAL1（19 脚）和XTAL2（18 脚）为振荡器输入输出端口，外接12MHz 晶振。RST/Vpd（9 脚）为复位输入端口，外接电阻电容组成的复位电路。VCC（40 脚）和VSS（20 脚）为供电端口，分别接+5V电源的正负端。P0~P3 为可编程通用I/O 脚，其功能用途由软件定义，在本设计中，P0 端口（32~39 脚）被定义为N1 功能控制端口，分别与 N1的相应功能管脚相连接，13 脚定义为IR输入端，10 脚和11脚定义为I2C 总线控制端口，分别连接N1的SDAS（18脚）和SCLS（19脚）端口，12 脚、27 脚及28 脚定义为握手信号功能端口，连接主板CPU 的相应功能端，用于当前制式的检测及会聚调整状态进入的控制功能。 ·P0 口：P0 口是一组8 位漏极开路型双向I/O 口，也即地址/数据总线复用口。作为输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动8 个TTL逻辑门电路，对端口P0 写“1”时，可作为高阻抗输入端用。在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8 位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。在Flash 编程时，P0 口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。 ·P1 口：P1 是一个带内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P1 的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4 个TTL 逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(IIL)。与AT89C51 不同之处是，P1.0 和P1.1 还可分别作为定时/计数器2 的外部计数输入 （P1.0/T2）和输入（P1.1/T2EX）。 P2 口：P2 是一个带有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P2 的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4 个TTL 逻辑门电路。对端口P2 写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(IIL)。在访问外部程序存储器或16 位地址的外部数据存储器（例如执行MOVX @DPTR 指令）时，P2 口送出高8 位地址数据。在访问8 位地址的外部数据存储器（如执行MOVX @RI 指令）时，P2 口输出P2 锁存器的内容。Flash 编程或校验时，P2亦接收高位地址和一些控制信号。 ·P3 口：P3 口是一组带有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口。P3 口输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4 个TTL 逻辑门电路。对P3 口写入“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。此时，被外部拉低的P3 口将用上拉电阻输出电流（IIL）。P3 口除了作为一般的I/O 口线外，更重要的用途 安徽工程大学机电学院毕业设计（论文） 是它的第二功能，P3 口还接收一些用于Flash 闪速存储器编程和程序校验的控制信号。 ·RST：复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。 ·ALE/PROG：当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8 位字节。一般情况下，ALE 仍以时钟振荡频率的1/6 输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE 脉冲。对Flash 存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（PROG）。如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的8EH 单元的D0 位置位，可禁止ALE 操作。该位置位后，只有一条MOVX 和MOVC指令才能将ALE 激活。此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE 禁止位无效。 ·PSEN：程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89C52 由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN 有效，即输出两个脉冲。在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次PSEN 信号。 ·EA/VPP：外部访问允许。欲使CPU 仅访问外部程序存储器（地址为0000H—FFFFH），EA 端必须保持低电平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1 被编程，复位时内部会锁存EA端状态。如EA端为高电平（接Vcc端），CPU 则执行内部程序存储器中的指令。Flash 存储器编程时，该引脚加上+12V 的编程允许电源Vpp，当然这必须是该器件是使用12V 编程电压Vpp。 ·XTAL1：振荡器反相放大器的及内部时钟发生器的输入端。 ·XTAL2：振荡器反相放大器的输出端。 ·特殊功能寄存器： 在AT89C52 片内存储器中，80H-FFH 共128 个单元为特殊功能寄存器（SFE），SFR 的地址空间映象。并非所有的地址都被定义，从80H—FFH 共128 个字节只有一部分被定义，还有相当一部分没有定义。对没有定义的单元读写将是无效的，读出的数值将不确定，而写入的数据也将丢失。不应将数据“1”写入未定义的单元，由于这些单元在将来的产品中可能赋予新的功能，在这种情况下，复位后这些单元数值总是“0”。AT89C52除了与AT89C51所有的定时/计数器0 和定时/计数器1 外，还增加了一个定时/计数器2。定时/计数器2 的控制和状态位位于T2CON（参见表3）T2MOD（参见表4），寄存器对（RCAO2H、RCAP2L）是定时器2 在16 位捕获方式或16 位自动重装载方式下的捕获/自动重装载寄存器。 ·数据存储器： AT89C52 有256 个字节的内部RAM，80H-FFH 高128 个字节与特殊功能寄存器（SFR）地址是重叠的，也就是高128字节的RAM 和特殊功能寄存器的地址是相同的，但物理上它们是分开的。当一条指令访问7FH 以上的内部地址单元时，指令中使用的寻址方式是不同的，也即寻址方式决定是访问高128 字节RAM 还是访问特殊功能寄存器。如果指令是直接寻址方式则为访问特殊功能寄存器[19]。 2.2路灯系统简介 汪婷婷：基于单片机的太阳能路灯控制器设计 太 阳 能 电 池 传感器充电控制PWM 信号发生器放电控制开关信号发生器LED 发光驱动控制PMW 信号发生器 控制逻辑 （硬件/固件程序组合） 太阳能LED 路灯系统总框图如图2-1： 主要由太阳能电池，充电POWER MOSFET 控制管，放电POWER MOSFET 扼流管LED 发光板，POWE MOSFET 控制管等组成。 图2-1太阳能LED 路灯系统总框图 太阳能LED 路灯系统主要包括三大部分： 1、充电电路，其控制方式为脉宽调制信号（PWM ）调制恒流电流进行斩波 输出向蓄电池充电，根据蓄电池剩余荷电容量（SOC ）来确定充电方式。当蓄电池剩余荷电容量在10%（本文在SOC 达到40%以下时候，为了避免过放和系统停止，而采用特殊的放电/驱动方式来驱动LED 路灯）以下时就可被确定为蓄电池深度放电，此时POWERMOSFET 管被给定的脉宽信号（PWM ）为全开，此刻相当于恒流充电，这被称为快充阶段。当门限电压超过阈值（SOC>40%）后，就转换为过充阶段，充电电压略高于蓄电池电压，电流大小由脉宽信号 （PWM ）占空比决定，脉宽信号的大小要随着电池电压的升高而逐渐变窄。当剩余荷电容量（SOC ）超过95%以后（根据不同种类的电池具体数值不相同）就可进入浮充阶段，此时PWM 信号宽度固定在一个很小的范围。 2、放电控制电路，这部分主要由一个POWER MOSFET 管来控制蓄电池是 否放电，当蓄电池10% 3、LED 路灯驱动与亮度调节电路，这部分的主要控制思路是，在多点驱动 过程中，在到达电池过放点之前，将蓄电池的容量分成几个阶段，根据蓄电池每个阶段的SOC 大小来决定PWM 输出信号的脉宽，尽量保持比较长的路灯点亮的时间，而又有效的避免了过放。但是由于LED 器件过热后会发生发光衰减， 安徽工程大学机电学院毕业设计（论文） 微控制器电源管理模块晶振复位电路时钟芯片时钟芯片DS1307太阳能电池 蓄电池电压检测分压电阻网络测量元件：LM331电压检测芯片温度测量电路充电PWM 信号发生器放电PWM 开关信号发生器 LED 路灯驱动与亮度调节PWM 信号发生器 驱动部分传感部分电路CPU 、电源、晶振、复位电路部分I/O 接口部分（传感器采样与驱动部分） 所以在输出PWM 控制信号时候要把温度补偿加进来。热度超过阈值（LED 节温度接近90℃～120℃）则适当减低一点亮度。 图2-2路灯控制器的结构框图 2.3太阳能LED 路灯控制器功能模块概述 太阳能LED 路灯控制器主要分成两大部分： 1．CPU 、电源、复位电路。其中电源、晶振和复位电路是必备，一般都是 标准配置，但有时候根据不同的复位方式（外触发复位、上电复位）的不同，电路的设计上有所不同。单片机不仅仅是这一部分的主要部件，也是整个系统的核心部件。 2．I/O 接口部分（传感器采样与驱动部分）主要是完成相关传感器的采样， 为控制逻辑提供控制参数和依据，另外的一部分就是驱动部分，分为上述的充/放电控制以及LED 路灯的驱动与亮度调节。以上硬件和相关的固件程序的实现在以下部分进行详细的讨论和设计实现[19]。 2.4 电源、晶振、复位硬件电路 2.4.1电源模块设计 根据控制器的功能要求，本系统需要把12V 蓄电池的电压转换成系统所需 的电压信号。系统需两种电压类型10V ，5V ，我们可采用以下方案来实现。 汪婷婷：基于单片机的太阳能路灯控制器设计 LM317电源芯片输出能提供1.5A的电流，输出电压可调，范围1.2～37V,内部具有过载和短路保护。C5选择50V/47μF的电解电容，C2选择25V/47μF 的电解电容。D2二极管的作用当输入端短路C2电容上的电荷可以通过D2管放出,这样如果输入端短路,短路电流不会经过LM317,导致芯片的损坏,因此D2管是一个保护二极管。D1管的作用和D2管的作用一样起保护芯片的作用,到输出端短路,C3上的积累电荷可通过D1管放掉。其中V=(1+R2/R1)×1.25out（V），可选R14=240Ω，R15=1.68KΩ，则输出为10V。调整电阻R14、R5的相对大小，即可确定输出电压的大小，在一定的输入范围之内，输出电压与输入电压无关，但是输入输出电压的差值要超过1.8V。LM7805把＋10V的输入电压，输出稳定在+5V。 图2-3 电源模块总电路 如图2-3所示，蓄电池通过LM317和LM7805，能为系统提供两种电压＋10V 和＋5V，+10V的电压主要用来驱动功率MOSFET管,而+5V的电压供系统中的控制器（AT89C52、MAX810、DS1307、DS18B20等）。 2.4.2 晶振电路 单片机工作的时间基准是由时钟电路提供的。在单片机的XTAL1和XTAL2两个管脚，接一只晶振及两只电容就构成了单片机的时钟电路。时钟电路如图2-4所示。电路中，电容器C1和C2对振荡频率有微调作用，通常取(30±10)pF，本设计选用22pF。电路中的晶振采用石英晶体震荡器，晶振频率选择12MHz。石英晶体震荡器具有非常好的频率稳定性和抗外界干扰的能力。通过基准频率来控制电路中的频率的准确性。 图2-4 时钟电路 安徽工程大学机电学院毕业设计（论文） 2.4.3 复位电路 单片机复位是使CPU和系统中的其他功能部件都处在一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。无论是在单片机刚开始接上电源时，还是断电后或者发生故障后都要复位。89系列单片机的复位信号是从RST引脚输入到芯片的施密特触发器中的。当系统处于正常工作状态时，且振荡器稳定后，如果RST引脚有一个高电平并维持2个机器周期(24个振荡周期)，则CPU就可响应并且将系统复位。复位分为手动复位和上电复位。 1、手动按钮复位 手动按钮复位需要人为在复位输入端RST上加入高电平。一般采用的办法是在RST端和正电源Vcc之间接一个按钮。当人为按下按钮时，则Vcc的+5V 电平就会直接加到RST端。由于人的动作再快也会使按钮保持接通达数十毫秒，所以，完全能够满足复位的时间要求。 2、上电复位 上电复位电路只要在RST复位输入引脚上接一电容至Vcc端，下接一个电阻到地即可。对于CMOS型单片机，由于在RST端内部有一个下拉电阻，故可将外部电阻去掉，而将外接电容减至1pF。在上电复位的电路中，当Vcc掉电时，必然会使RST端电压迅速下降到0V以下，但是，由于内部电路的限制作用，这个负电压将不会对器件产生损害。另外，在复位期间，端口引脚处于随机状态，复位后，系统将端口置为全“l”态。如果系统在上电时得不到有效的复位，则程序计数器PC将得不到一个合适的初值，因此，CPU可能会从一个未被定义的位置开始执行程序。 本系统采用的是上电自动复位方式。其引脚连接如图2-5 图2-5 复位电路 汪婷婷：基于单片机的太阳能路灯控制器设计 第3章I/O控制部分硬件设计 3.1电压采样模块设计 3.1.1太阳能路灯系统设计的关键技术 太阳能电池是太阳能路灯系统的动力源泉，由于受环境影响比较大，所发电力微弱而不稳定，而且安装方式对其影响也很大，所以必须对太阳能电池板进行最佳安装倾角和太阳能电池倾斜面上辐射强度的计算。 对这两方面的计算主要采用由各向异性Hay数学模型的推导的太阳能电池板安装最佳倾角的数学表达式来计算： (3-1) 式中： H b——水平面上直接辐射量 H d——散射辐射量 R b——倾斜面与水平面上直接辐射量之比 H0——大气层外水平面上太阳辐射量 β——太阳能电池板倾角 H——水平面上总辐射量 ρ为地物表面反射率 φ——当地纬度 ω——日出时角 以及各向异性Hay模型的推导所得的倾斜面上太阳辐射量的公式： (3-2) 式中： H b——水平面上直接 H d——散射辐射量 R b——倾斜面与水平面上直接辐射量之比 H0——大气层外水平面上太阳辐射量 β——太阳能电池板倾角 H——水平面上总辐射量 ρ为地物表面反射率 铅酸蓄电池虽然结构简单，但实际上是一个比较复杂的储电装备。铅酸蓄电池的容量检测由于受到诸多因素(温度、电压、充放电电流及次数、放电深度、内阻、溶液的密度、使用时间、自放电等)的影响,难以准确进行在线测量，因此对蓄电池剩余荷电容量的准确测试提出了很高的要求。对蓄电池剩余容量的检测，通常有电液比重法，开路电压法，内阻法等。电液比重法对于阀控式密封 安徽工程大学机电学院毕业设计（论文） 铅酸蓄电池不适用。开路电压法，是基于Nernst热力学方程电液比重与开路电压有确定关系的原理，对于新电池尚可采用。蓄电池使用后期，当其容量下降后，开路电压的变化已经无法反映真实剩余容量。此外，开路电压法还无法进行在线测试。内阻法，是根据蓄电池内阻与蓄电池的容量有着更为确定的关系，但通常必须先测出某一规格和型号蓄电池的内阻一容量曲线，然后采用比较法通过测量内阻得知同型号、同规格蓄电池的剩余容量，通用性比较差，测量过程也相当复杂。综合以上蓄电池荷电容量（SOC）测试法的缺陷，本文采用了综合考虑铅酸蓄电池充放电率、充放电过程中的端电压、电液比重、内阻等各个物理化学参数的蓄电池剩余荷电容量（SOC）的数学模型，该数学模型就能够较为准确地反映出各个物理化学参数的变化对蓄电池剩余容量的影响。有了这样的通用性强的，能够反映各个物理化学参数连续变化对蓄电池荷电状态影响的数学模型，就可以很方便地在线测量蓄电池的剩余容量。 蓄电池剩余容量充电和放电过程的数学模型如下。蓄电池充电过程数学模型： (3-3) 式中： U——静止电压 SOC——蓄电池剩余荷电容量 DOD——放电深度（DOD=1－SOC） I——充电电流 Ah——电池标称容量 T——环境温度 a——由于反应物和生成物比例的改变引起的电压变化的常数，0.1~0.2；b——电化学极化项常数，0.2~0.25； c——内阻极化项常数，0.15~0.25。 蓄电池放电过程数学模型： (3-4) 式中： d——由于反应物和生成物比例的改变引起的电压变化的常数，0.1~0.2；e——电化学极化项常数，0.1~0.15； f——内阻极化项常数，0.08~0.15。 蓄电池的循环寿命与蓄电池的放电深度有着密切的关系，阀控式密封式铅酸蓄电池在放电深度(DOD)为20%时，循环寿命大于1500次；当放电深度为50%时，则循环寿命将降到500次左右，而当放电深度为80%时，循环寿命将只有 汪婷婷：基于单片机的太阳能路灯控制器设计 大约200次(见图0-2)。由此可以看出放电深度在20%以下时的循环寿命分别是放电深度在50%时的循环寿命3倍以上，是放电深度在80%时的循环寿命5倍以上。 控制蓄电池尽量工作在浅放电状态(SOC>50%)，将有利于延长蓄电池的使用寿命。另外蓄电池如果经常处于过放（SOC<10%～20%）或者过充 （SOC=100%，但仍充电），其寿命一般会比长期处于相对饱和状态的蓄电池寿命要缩短到正常寿命的1/3或者更短的1/5的时间。因此，在这些仅仅依赖太阳电池对蓄电池充电的光伏系统，控制器对蓄电池的控制对系统的稳定性能及成本的作用是显而易见的[9]。 根据太阳LED 路灯控制器的功能框图所示，需要对铅酸蓄电池的电压进行采样,为了保证准确性,电压基准零点选在太阳电池的负极。对于铅酸蓄电池，我们测量其端点电压，并根据我们在蓄电池性能分析所得的数学模型，可以判断蓄电池的剩余荷电容量SOC 。并依据这个数据来控制电池的放电，避免电池的深度放电，尽量延长蓄电池的正常使用寿命。 在控制器设计中，我们选择LM331芯片对太阳能电池和蓄电池进行电压采样。LM331把电压信号转变成与电压信号大小相对应的一定频率的方波信号，检测频率信号即可知道太阳能电池和铅酸电池的电压的大小，另外当太阳能电池的电压<0.5V ，即可断定为环境光线暗弱（天黑、阴天或是大雾等等），需打开路灯照明[8]。 表3-1给出了12V 蓄电池放电过程中其容量与电压的对应值，图3-1给出了太阳能电池与铅酸蓄电池电压采样模块电路设计原理图。 表3-1 12V 蓄电池放电过程容量－电压对应值 图3-1 太阳能电池与铅酸蓄电池电压采样模块电路设计 3.2温度采样模块 电压/V 12 11.85 11.35 11 10.85 10.75 SOC/% >95 90 80 70 60 50 电压/V 10.6 10.35 10.2 10.05 10.05 SOC/% 40 30 20 10 <5 昆明理工大学 毕业设计（论文）管理工作 对学生的基本要求 一、毕业设计（论文）中学生应遵循的基本原则 1、毕业设计（论文）教学环节是综合性的实践教学活动，不仅可使学生综合运用所学过的知识和技能解决实际问题，还训练学生学习、钻研、探索的科学方法，提供学生自主学习、自主选择、自主完成工作的机会。 2、毕业设计（论文）是在指导教师的指导下，使学生受到解决工作实际问题、进行科学研究的初步训练。学生应充分认识此项工作的重要性，要有高度的责任感，在规定的时间内按要求全面完成毕业设计（论文）的各项工作。 3、学生在接到毕业设计（论文）任务书后，在领会课题的基础上，了解任务的范围及涉及的素材，查阅、收集、整理、归纳技术文献和科技情报资料，结合课题进行必要的外文资料阅读并翻译与课题相关、不少于3000汉字的外文资料。 4、向指导教师提交开题报告或工作计划。在开题报告或工作计划中，要拟定完成课题所采取的方案（凡选“工程设计类”、“工程技术研究类”的题目，必须有方案的经济、技术、社会发展指标的对比分析，“工程设计类”偏重于经济技术指标的对比分析，选择较优的方案进行详细设计；“工程技术研究类”偏重于研究技术路线的经济性、先进性、可靠性、可行性、实用性等）、步骤、技术路线、预期成果等。经指导教师审阅同意后方可实施。 5、学生应主动接受教师的检查和指导，定期向指导教师汇报工作进度，听取教师对工作的意见和指导。 6、毕业设计（论文）是对学生工作能力的训练，学生在毕业设计（论文）中应充分发挥主动性和创造性，独立完成任务，树立实事求是的科学作风，严禁抄袭他人的设计（论文）成果，或请人代替完成毕业设计（论文）。 7、学生在毕业设计（论文）答辩结束后，必须交回毕业设计（论文）的所有资料，对工作中的有关技术资料，学生负有保密责任，未经许可不能擅自对外交流和转让。 8、学生应做好毕业设计（论文）的总结。在提交的成果中总结业务上的收获、思想品德方面的提高，感受到的高级工程技术人才应具有的科学精神和品质。 9、学生在毕业设计（论文）期间要遵守学校、学院的规章制度。 二、开题报告、毕业设计说明书、毕业论文的撰写要求 （一）、开题报告撰写内容与要求 1、工程设计类、工程技术研究类、软件类的课题学生必须完成开题报告。 2、开题报告一般应包括：项目研究的目的、意义，国内外技术发展概况及国内需求，国内现有工作的基础和条件，研究进展，最终成果形式及应用方向，研究方案及技术途径，协作配套措施及协作单位，所需研究试验条件及落实措施，经费概算等内容（具体要求见学校统一的开题报告）。 太阳能路灯系统设计方案 1.项目概况 1.1项目背景及意义 本路灯项目设计在风情园区，安装于城区次干道支路两侧，用于道路照明，待该路灯项目投入使用后，将为新风情园区增加新的亮点，同时为打造企业绿色节能环保做出很好的宣传。结合《城市道路照明设计标准》、《道路照明LED 灯》标准CJJ45-2006，我司制定以下太阳能路灯系统照明方案。 1.2太阳能路灯系统的要求 （一）主道路宽度（W）为6米，道路总长(L)7700米(共计),城乡道路。 此三条道路坚持以功能性照明为主要原则来设计路灯，就是要在夜间给汽车通行、运输、行人、园区治安提供一定光亮的视看环境。以消除黑暗可能带来的各种危险境况。因此，应以“视功能”评价为主，其中，又以平均亮度（照度）作为侧重参考指标；同时在灯具灯杆的外形选择上，兼顾美观的要求，要从园区的景观考虑各方面来设计路灯样式。 此三条道路应选择较为简明、相对统一的模式作为布灯方式。在常规的五种布置方式中，单侧布置更为适合本项目的照明功能要求，其优点：布置造价低；对线路两侧的装灯位置地况要求不高；对线路外（不设灯面）一侧无要求；施工与维护难度较小；我公司根据现场定制亮度总均匀较好，辐射宽的路灯。 此三条道路应重视照明计算，以提高照明设计的整体水平。其灯具安装高度（H）可按接近值6.5米（H≥W），而灯间距（S）可按上限值26米（S≤4W）选取。 灯具亮度可参考“国家机动车辆交通道路照明标准值” 灯具光能量LM=2Φ*6㎡*15=3390。范围维持值：2260lm－3390lm。 兹于上述各方面与现场实际路况综合考虑，此太阳能路灯采用以下： 本路灯项目拟设计230盏，单头路灯，灯杆高度6米，灯杆距离30米，LED 路灯具36W，最大光通量3600LM，路灯具倾斜角15度。路灯用纯太阳能供电，保证全年95%的夜晚不熄灯。 （二）园区道路宽度（W）为3米，道路总长(L)5000米,景区道路。 此景区道路以灯具灯杆的外形美观,兼顾夜间景观为主要原则，以照明艺术，节约能源，光环境下的独特意境的设计思想，在技术实现无眩光，低光光污染，提高光的照明质量。 兹于上述各方面与现场实际路况综合考虑，此太阳能路灯采用以下： 本路灯项目拟设计120盏，单头路灯，灯杆高度3.5米，灯杆距离50米，LED路灯具16W，最大光通量1600LM，路灯具半弧度性。路灯用纯太阳能供电，保证全年95%的夜晚不熄灯。 2.系统方案 2.1现场资源和环境条件 重庆市位于中国西南部、东经106.5528°、北纬29.5628° 属北半球副热带内陆地区，年平均气温为18℃。1月份气温最低，月平均气温为7℃，最低极限气温为零下3.8℃。7月至8月份气温最高，多在27℃—38℃ 二、设计范围 1、路灯位置布置。 2、风光路灯互补配置。 3、路灯防雷设计。 4、路灯抗风设计 三、风光互补路灯的配置方案及控制系统 1、路面形式：本次道路照明设计全长约XXXXm，路宽XXXXm，两侧绿化带各宽2.5m，2侧人行道各宽3m，车行道宽15m。 2、自然条件：本地区平均年日照时间2.84h，经纬度北纬26.35，东京106.42 3、照明方式：根据贵阳的自然条件及村镇道路对照明上的需求选择太阳能型路灯，光源选LED，照明系统每天工作8.5小时。 4、布置方式：本次设计路双侧对称布置于绿化带内，距道路中心线8m，灯杆间距25m，特殊路段可作适当调整，灯杆10m，灯高8m，悬挑1.5m～2m。 5、灯具：灯具结构均为一体化LED光源，压铸铝壳及钢化玻璃透光罩，灯罩防护等级IP≤65，维护系数0.6。 6、灯杆：采用优质Q235经模压成型，灯杆表面热镀锌处理后表面聚酯粉体涂装（白色），灯杆壁厚≥4mm。 7、太阳能电池组件：单晶硅电池组件360W(60X6),铅酸蓄电池100AHx2（24V）、路灯输出电压24V，太阳能电池板为6块串并联，顶3块，下3块。 8、安装角度：太阳能电池板与地平线最佳倾斜角+8度，正南偏西5度，厂家需根据现场条件复合确定。 9、光源LED功率消耗：120x1W系统功耗约140W，光通量约为10800lm。 10、风光互补系统控制器：具有过充、过放、电子短路、过载保护、防反接保护、雷电保护、短路保护、显示电池容量、智能化温度补偿，负载开机恢复设置、光控输出设置功能。 四、抗风设计 1、太阳能组件：厂家应保证能受当地的风速而不致于损坏，电池组件支架与灯杆的连接，应使用灯杆螺栓固定连接。 2、灯杆和基础：路灯灯杆和基础的抗风设计与电池板的高度、面积、倾角及灯杆结构、当地最大风速有关。由灯杆厂家进行计算和设计，保证最大风速时太阳能路灯的稳定性。 五、防雷设计 1、安全电压：本次设计太阳能路灯为DC24V,属安全电压，不做电气保护接地。 2、防雷接地：（1）不可用路灯、太阳能电池板作为接闪器；（2）用金属灯柱兼作接闪器和引下线；（3）路灯基础钢筋笼在-0.50m以下其钢筋表面积大于0.37m时，可作为防雷接地体。否则应增加人工接地极，接地电阻≤10Ω，必要时将接地体连接；接地同一般路灯。（4）在路灯控制器内设置TVS（瞬时电压抑制）防雷保护。 六、其它 1、说明中与图纸如有不符之处，应以有关施工图为准。 2、所有电气设备应选用国家现行的技术的先进产品，不得采用国家明令淘汰的产品。 3、施工图中所附的路灯立面图仅为参考，具体样式可由建设单位确定，本次 安徽工程大学机电学院毕业设计（论文） 毕业设计论文 基于单片机的太阳能路灯控制器设计 摘要 本论文主要完成对光伏电源LED照明控制系统进行优化设计和研究，以使系统达到稳定、操作方便、节能环保的要求。太阳能路灯智能控制器以AT89C52单片机为核心，主要由六个部分组成：太阳能电池板、蓄电池、负载（LED路灯）、控制器、测量电路、充电电路、放电/负载驱动电路。本课题的主要研究内容有：针对现有独立运行的太阳能路灯控制器的特点，实现多点控制蓄电池剩余荷电容量（SOC）控制和脉宽调制信号（PWM）来驱动太阳能LED路灯控制器的硬件设计和软件程序设计。 首先对太阳能路灯基本模块组成、基本功能及发展现状进行了阐述，并根据蓄电池剩余荷电容量（SOC）的数学模型和剩余荷电容量（SOC）与蓄电池的使用寿命的关系提出了单片机系统改进的控制方案，并根据实际需要提出用脉宽调制信号（PWM）来驱动和调节白光LED，可使白光LED工作于发射最纯净白光。半导体PN结技术的太阳能光伏发电技术与发光二极管(LED)照明技术，都有着环保、节能、长寿命和安全的特点。对这两项技术的高效结合进行优化研究，符合我国目前节能，环保及可持续性发展的目标。 总之，随着城市规模的不断扩大，现有的路灯技术不能达到环保节能的要求，本文采用多点控制蓄电池剩余荷电容量（SOC）控制和脉宽调制信号（PWM）来驱动太阳能LED路灯控制器的硬件设计和源程序设计，能有效解决LED太阳能路灯的不足。因此，本课题设计对我国LED路灯节能环保的发展有很大的现实意义。 关键词：光伏发电；剩余荷电容量；脉宽调制信号；控制系统 基于单片机的太阳能路灯控制器设计 II 计算机科学与工程学院设计题目：学生档案管理系统 系别：计算机工程系 专业班级：软件工程（测试） 学生学号： 学生姓名： 指导教师： 2013年 11月 25日 摘要 学生档案管理系统是典型的信息管理系统(MIS)，其开发主要包括后台数据库的建立和维护以及前端应用程序的开发两个方面。对于前者要求建立起数据一致性和完整性强,数据安全性好的数据库。而对于后者则要求应用程序功能完备,清晰明了又易操作等特点。本系统实现了查询学生档案管理系统的主要功能，以无纸化的管理及应用不但可以提高工作效率、减少学校的投资成本，而且可以实现学校或企业高效率办公的宗旨。 学生档案管理系统，它包括用户及用户管理员有效身份登录、新用户注册、用户找回遗忘的密码、成绩查询、课程及课表的查询、学生个人基本信息查询、在线留言等功能。该系统主要介绍系统总体设计以及管理模块、查询模块的实现，并建立了有效的数据库。本系统主要采用Visual Studio + Access 2003方式开发设计以及采用B/S模式进行开发，系统从安全性、易维护性等方面着手实现了后台管理端和前台客户端的分离，并利用其提供的各种面向对象的开发工具，方便简洁操纵数据库的智能化对象，首先在短时间内建立系统应用原型，然后，对初始原型系统进行需求迭代，不断修正和改进，直到形成用户满意的可行系统。 关键字：档案信息查询，控件，窗体，数据库 Abstract The system of managing student file is a typical application of Managing Information System (MIS), which mainly include the development of the database construction and maintenance and development of front application program of two aspects. The former required set up data consistency and integrality, data security good database. For the latter requires the application program function complete, clear and easy to operate etc. The system of managing student file the inquires the main functions of the system, the management and application to paperless can not only improve work efficiency, reduce the school cost of investment, and can realize the school or the tenet of enterprise high efficiency office. The system of managing student file, it includes the user and user manager valid identity login, new user registration, users find forgotten passwords, results, schedule and of course inquiry, students basic information query online messages, and other functions, and inquires. This system mainly introduce the general design and system management module, inquires the realization of the module, and set up effective database. This system mainly using Visual Studio + Access 2003 development design and the way of B/S model of development, system from safety and easy to maintenance from the aspects such as the background management and realize the front desk client separation, and use it to provide all kinds of object-oriented development tools, convenient and simple database of intelligent control object, the first in a short time application prototype system is established, and then, on the basis of the prototype system needs iteration, revise and improve, until customer satisfaction of feasible system formed. Key Word: Query the file information, Control, Form, Database. 小区适用太阳能路灯设计方案 一、前言 太阳能是地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，每天达到地球表面的辐射能大约等于2.5亿万桶石油，可以说是取之不尽、用之不竭。太阳能作为一种安全、环保新能源越来越受重视。同时，随着太阳能光伏技术的发展和进步，太阳能灯具产品在环保节能的优势，太阳能路灯、庭院灯、草坪灯等方面的应用已经逐渐形成规模，太阳能发电在路灯照明领域发展已经日趋完善。 全球性的能源短缺和环境污染在经济高速发展的中国表现得尤为突出，节能和环保是中国实现社会经济可持续发展急需解决的问题。每年照明消耗电能约占全部电能消耗的12%～15%，作为能源消耗的大户，必须尽快寻找可以替代传统光源的新一代节能环保光源。据我国国家绿色照明工程促进项目办公室的专项调查显示，我国照明用电每年在3000亿度以上，道路照明用电量占1/3如用太阳能取代，这相当于总投资规模超过2000亿元的三峡工程的全年发电量。 某经济适用房住宅小区响应市政府节能减排号召，整个小区道路照明采用太阳能发电照明，由于小区楼层高达50米，小区内光照不足，大部分道路照明无法采用独立供电型太阳能路灯，必须把太阳能电池板放到采光比较好的地方，采用集中供电方式发电照明。 二、根据小区照明要求，我公司光伏工程师给予该小区太阳能路灯如下设计方案： 1.1负载的工作时间和类型 根据该项目的工作要求，太阳能路灯的设计配置及依据如下： 1.2、灯具设计类型 我小区根据各路段道路采光时间不同，设计出不同类型的太阳能路灯以满足小区内道路照明，太阳能路灯设计类型如下： A: 独立供电型太阳能路灯 B: 高配型太阳能路灯 C: 集中供电型太阳能路灯 1.3本工程主要遵循和依据下列标准、文件 GB/T7000.1-2002 《灯具一般安全要求与实验》 CJJ89-2001 《城市道路照明工程施工与验收标准》 CJJ45-9 《城市道路照明设计标准》 GB/T9535 《地面用晶体硅光伏组件鉴定和定型》 GB/T18479 《地面用光伏（PV）发电系统概述和导则》 GB50054 《低压配电设计规范》 GB17478 《低压直流电源设备的特性和安全要求》 GB50171 《电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范》 GB6495 《光伏器件》 GB/T17626 《电磁兼容试验和测量技术》 GB13337.1 《固定型防酸式铅酸蓄电池技术条件》 2.3.2 抗风设计 在太阳能路灯系统中，结构上一个需要非常重视的问题就是抗风设计。抗风设计主要分为两大块，一为电池组件支架的抗风设计，二为灯杆的抗风设计。下面按以上两块分别做分析。 ⑴太阳能电池组件支架的抗风设计 依据电池组件厂家的技术参数资料，太阳能电池组件可以承受的迎风压强为2700Pa。若抗风系数选定为27m/s（相当于十级台风），电池组件承受的风压只有365Pa。所以，组件本身是完全可以承受27m/s的风速而不至于损坏的。所以，设计中关键要考虑的是电池组件支架与灯杆的连接。 在本套路灯系统的设计中电池组件支架与灯杆的连接设计使用螺栓杆固定连接。 ⑵路灯灯杆的抗风设计 路灯的参数如下： 电池板倾角A = 16o 灯杆高度= 5m 设计选取灯杆底部焊缝宽度δ= 4mm 灯杆底部外径= 168mm 如图3，焊缝所在面即灯杆破坏面。灯杆破坏面抵抗矩W 的计 算点P到灯杆受到的电池板作用荷载F作用线的距离为 PQ = [5000+（168+6） /tan16o]×Sin16o = 1545mm =1.545m。所以，风荷载在灯杆破坏面上的作用矩M = F×1.545。 根据27m/s的设计最大允许风速，2×30W的双灯头太阳能路灯电池板的基本荷载为730N。考虑1.3的安全系数， F = 1.3×730= 949N。 所以，M = F×1.545= 949×1.545= 1466N.m。 根据数学推导，圆环形破坏面的抵抗矩W = π× （3r2δ＋3rδ2＋δ3）。 上式中，r是圆环内径，δ是圆环宽度。 破坏面抵抗矩W = π×（3r2δ＋3rδ2＋δ3） =π×（3×842×4＋ 3×84×42＋43）= 88768mm3 =88.768×10－6 m3 风荷载在破坏面上作用矩引起的应力= M/W = 1466/（88.768×10－ 6）=16.5×106pa=16.5 Mpa＜＜215Mpa 其中，215 Mpa是Q235钢的抗弯强度。 所以，设计选取的焊缝宽度满足要求，只要焊接质量能保证，灯杆的抗风是没有问题的。 毕业论文 题目：太阳能充电器控制设计 学院：新能源工程学院 专业名称：光伏材料加工与应用 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。聞創沟燴鐺險爱氇谴净。 作者签名：日期： 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。酽锕极額閉镇桧猪訣锥。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日 太阳能路灯设计基本要求 太阳能路灯由太阳能电池板(包括支架)、灯头、控制箱(内有控制器、蓄电池等)和灯杆、基础等几部分构成。太阳能路灯一般各自成供电系统，不与常规路灯供电网络连接。太阳能路灯系统主要有12V与24V两种。 一太阳能电池选择 l.类型 太阳能电池将太阳能转换为电能。较实用的有单晶硅、多晶硅、非晶硅太阳能电池等三种。 1)单晶硅太阳能电池性能参数比较稳定．适合在阴雨天比较多、阳光相对 不是很充足的南方地区使用； 2)多晶硅太阳能电池生产工艺相对简单，价格比单晶硅低．适合在太阳光 充足、日照好的东西部地区使用； 3）非晶硅太阳能电池对太阳光照条件要求比较低，适合在室外阳光不足的地区使用。 2．工作电压 太阳能电池的工作电压约为蓄电池电压的l.5倍，才能保证给蓄电池正常充电。如给6v蓄电池充电需要用8～9V 太阳能电池,给12V蓄电池充电需要用15～18V太阳能电池。给24V蓄电池充电需用33～36V太阳能电池。 3.输出功率Wp 太阳能电池的单位面积输出功率约127Wp／m2。 太阳能电池一般由多个太阳能单元电池串联组成，其容量取决于照明光源、线路传输部件所消耗的总 功率以及当地太阳能辐射能量。太阳能电池组输出功率宜为光源功率的3～5倍以上：光照丰富、开灯时 短地区为(3～4)倍以上，反之为(4～5)倍以上。 4平均峰值日照时数 h 太阳能电池输出功率Wp即是标准太阳光照条件下，欧洲委员会定义的10l标准，辐射强度1000W/m2, 大气质量AM1.5，电池温度252C条件下，太阳能电池的输出功功率。不同的时间，不同的地点，同样一块太阳能电池的输出功率是不同的。所谓标准条件，接近平时晴天中午前后的太阳光照条件。 表——1 我国不同地区天阳光照条件 本科生毕业论文（设计） 题目：基于PLC的太阳能热水器自动控制系统的设计姓名： 学院：机电工程学院 专业：电气工程及其自动化 班级： 学号： 指导老师： 完成时间： 基于PLC的太阳能热水器自动控制系统的设计 摘要 本课题研究了可编程控制器（PLC）在太阳能热水器自动控制系统中的应用。重点研究了系统的硬件构成及系统软件的设计过程。指出了 PLC 设计的关键主要是能满足基本控制功能, 并考虑维护的方便性、系统可扩展性等。在本文中经研究确定出了系统的各个工序，绘制了系统的工艺流程图；进行了系统的I/O分配和PLC的选型；根据系统设计要求设计绘制了系统的控制梯形图；绘制出了控制系统电气原理图和接线图等。 通过用PLC对太阳能热水器自动控制系统的改造，大大减少了系统对其它元器件的使用，使系统接线简单、检修维护方便快捷、可靠性提高，增进了系统的先进性。 关键词: PLC；太阳能；自动控制系统；热水器 Design of Solar Water Heater Automatic Control System Based on PLC Abstract Application of PLC in solar water heater automatic control system is researched in this paper. The content of this paper on the process of system hardware constitution and the system software design is emphasized . And the key of PLC design that is to satisfy the basic control function is pointed out , meanwhile maintenance convenience and system extension are also considerated. The content of this paper is divided into four parts. In the first part, the procedure of the system is established, and then the treatment flow chart is drawed out; In the second part, The address of I/O is resigned .and the suitable PLC type is choosed. The third part, the control ladder diagram is designed according to the requirement; In the end, the electrical principle diagram and the interconnection diagram are drawn. Through the design of the solar water heater automatic control system, the components that is used in the solar water heater automatic control system are decreased. The performance of the system is lifted, and it has the feature such as simply interconnection, rapid and easy fault detecting and maintenance, and high reliability. In a word, the system becomes more advanced because of my design. Keywords: PLC; solar; automatic control system; water heater 太阳能路灯配置 一系统介绍 随着地球资源的日益贫乏，基础能源的投资成本日益攀升，各种安全和污染隐患可谓是无处不在。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，在照明领域中得广泛的应用，因为太阳能照明灯有着以下几个优点。 ●太阳能照明灯安装简便：太阳能灯具安装时，不用铺设复杂的线路，只要做一个水泥基 座，然后用不锈钢螺丝固定就可。 ●太阳能照明灯具无需电费：太阳能照明灯具是一次性投入，无任何维护成本，长期受益。 ●太阳能照明没有安全隐患：太阳能灯具是低压产品，运行安全可靠。 ●安装简单.免维护. ●节能环保,符合国家节能环保要求,响应对新能源的使用要求. ●提升城镇管理形象.树立节能降耗与新能源的城市旗帜. 太阳能照明安全无隐患、节能无消耗、绿色环保、安装简便、自动控制免维护等固有的特性为市政工程的建设直接带来明显可利用的优势。 太阳能照明灯是一个自动控制的工作系统，只要设定该系统的工作模式就会自动运行工作。太阳能路灯是理想的道路照明灯具，随着人们生活的提高和社会的不断发展，它将被广泛利用，使太阳赐给大地的光明在夜晚为人类照明。 不足１平方米的光伏电池板每年可发电２００余度；一个５６Ｗ的ＬＥＤ节能灯，相当于１５０Ｗ的高压钠灯，每天应用６个小时的话，一年才用１２０度电。二者倘若结合应用，电力消耗仅为传统路灯照明光源的十分之一。 据统计，我国照明用电量已占总用量的１２％。按照我国提出的“中国绿色照明工程”，照明节电已成为节能的重要方面。目前的照明节能潜力很大，一般节能方案均能达到节约２０％～３５％，按保守的数量采取２０％的计算，全国节约的电能价值非常巨大。而太阳能ＬＥＤ照明的推广应用，让“绿色照明”实现了新的跨越。 据统计，以一个中型城市为例，按有５万余盏路灯计，若全部采用太阳能ＬＥＤ路灯代替的话，则一年节电近亿度，合计７０００万元人民币，则整个城市每年节省煤炭５００００吨，减少二氧化碳排放１１００００吨。假设全球３０％的路灯转而使用太阳能ＬＥＤ集成照明系统，粗略计算这些措施可以减少２．６０亿吨全球二氧化碳排放量和４６００亿千瓦时用电量。而这些数字相当于印度的全年用电量、日本全年用电量的一半或中国全年用电量的四分之一。 以已经调查过的城市济南为例.济南市的２０００个行政村全部安装太阳能路灯，按照一个村装２０盏（３０Ｗ）来计算。发电量约为１２０万千瓦时，相当于每年可节省标准煤４８０多吨，减排灰渣约３３６吨，减排二氧化碳约９００多吨，减排二氧化硫约３６吨，减排可吸入颗粒物约６吨，真正为农村绿色生态建设做出实实在在的贡献。 1、系统基本组成简介 系统由太阳能电池组件部分（包括支架）、光源、控制箱（内有控制器）等几部分构成；太阳能电池板光效效率较高，对系统的抗风设计非常有利； 蓄电池箱做地埋式设计，美观耐用、方便更换；蓄电池箱内放置免维护铅酸蓄电池和充放电控制器。本系统选用阀控密封式免维护铅酸蓄电池，由于其维护很少，故又被称为“免维护电池”，有利于系统维护费用的降低；充放电控制器在设计上兼顾了功能齐备（具备光控、时控、过充保护、过放保护和反接保护等）与成本控制，实现很高的性价比； 6.3.2.5照明工程 1、设计依据： （1）《城市道路设计规范》CJJ37—90； （2）《城市道路照明设计标准》CJJ45—2006； （3）《城市道路照明施工及验收规程》CJJ89-2001； （4）有关本次道路施工图设计资料。 2、设计范围 （1）兴宝路、幸福路、文化路、和谐路、双城路亮化工程。 （2）太阳能路灯的配置方案 （3）太阳能路灯的抗风设计 （4）太阳能路灯的防雷设计 3、太阳能照明配置方案及控制系统 配置方案 （1）照明方式：根据本地区自然环境，照明系统每天工作8.5小时，保证连续阴雨天数7天提供照明，两个连续阴雨天之间的设计最短天数为20天。本地区年平均日照时间：3.9h。 （2）布置方式：根据上述基本条件，本次设计路灯采用双火非对称灯型。在人行道边，距道路中心线6米处，采用对称布置。 杆间距约为30米，特殊路段路灯间距可作适当调整（已在图中标注）。双臂灯型规格：杆高12米，主灯悬挑长2.0米；副灯悬挑长1.5米，副灯安装高度约为8米，仰角均为10°。单臂灯型规格：灯源为85W光型灯，悬挑长2.0米，仰角为10°。 （3）灯具：主、副灯具结构均为一体化LED光源，压铸铝壳及钢化玻璃透光罩，灯罩防护等级IP65，维护系数0.6。 （4）灯杆：采用优质Q235钢板经模压成型，灯杆表面热镀锌处理后表面聚脂粉体涂装（白色）；灯杆壁厚≥4mm。 （5）太阳能电池组件：单晶硅电池组件360W（60W×6）铅酸蓄电池200Ah×2（24V）、路灯输入电压24V。太阳能电池板为六块串并联，顶3块、下3块。 （6）倾角：本设计根据本地区经纬范围：东经114°01'-114°06'，北纬 毕业设计论文 基于51单片机的太阳能热水器智能控制器的设计 目录 摘要……………………………………………………………………..I Abstract…………………………………………………………………..II 第一章：绪论 1.1 太阳能热水器的发展概况及市场竞争分析 1.2 太阳能热水器的应用及意义 第二章：太阳能热水器的组成及工作原理 2.1 系统总体结构设计 2.2 太阳能热水器组成及原理 2.3 主要芯片的结构与特点 2.3.1 DS12887实时时钟芯片简介 2.3.2 80C51单片机结构特点 2.3.3 数字温度传感器DS18B20主要特性及测温原理 第三章：太阳能热水器硬件设计 3.1 太阳能控制器硬件结构 3.2 控制器实时时钟接口电路设计 3.3 水位检测和温度检测接口电路设计 3.4 看门狗和复位接口电路设计 3.5 键盘和显示接口电路设计 3.5.1 键盘电路 3.5.2 显示接口电路 3.6 光电隔离与辅助加热电路设计 第四章：控制器的软件设计 结束语 参考文献 致谢 附录 太阳能热水器智能控制器的设计 摘要 太阳能热水器以其诸多的优点受到人们的欢迎。本文结合实际太阳能热水器的具体应用，在介绍太阳能、传感器、单片机的特点基础上，详细描述了太阳能热水器的工作原理和设计方案。这里根据太阳能热水器对控制器的要求与特点，提出了一种基于DS12887的太阳能热水器智能控制器的设计方法，给出了系统硬件设计及软件实现方法。 全文分三大部分。第一部分包括第一章，描述太阳能的利用和前景发展状况。第二部分包括第二章，描述太阳能系统组成及工作原理。第三部分包括第三、四章硬件设计及电路原理和软件设计，分别介绍了传感器的特点及应用、一般的太阳能热水器及循环系统、单片机发展和原理，这也是此款太阳能热水器的理论基础和必要前提。 关键词：太阳能热水器;传感器; 模糊控制; 实时时钟;单片机 Design of intelligent controller for Solar Water Heater Abstract Solar Water Heater is popular with its pretty benefits, Based on author’s real experience on Solar Water Heater design, this article describes the working theory of this solar water hearer after introducing the characters of solar、sensor、Single Chip 毕业设计（论文）智能管理—学生篇 Version <3.0> 学生平台流程 目录 目录 (3) 1.1 选题浏览 (3) 1.2 任务书 (4) 1.3 开题报告 (5) 1.4 过程指导记录 (6) 1.5 中期检查 (7) 1.6 论文 (8) 1.7 答辩和成绩 (10) 1.8 警告历史 (10) 1.9 指导评教 (11) 1.1 选题浏览 学生登录系统，点击“毕业设计-选题浏览”如图： 列出本次毕业设计，可供该学生选择的所有课题，在操作栏，对要选择的题目点击“选题”按钮， 选题成功后，等待该课题的指导老师确认。 （1）在指导老师确认之前，学生可以自行取消选题，然后选择另外的课题； （2）在指导老师确认之后，不可再进行选题或更换课题的操作，如有特殊情况需要更换课题，请联系自己的指导老师。 注意：（1）如果是指导老师直接指定论文题目给学生，那学生则不需要进行选题，等待老师指定后即可在“已选课题”中看到。 （2）只有当前时间在选题时间范围内，才可进行选题操作；否则只能浏览器课题，不能进行选题。 1.2 任务书 当该指导教师确认课题后，就会给该学生下发任务书，学生就能查看老师下发的任务书，并按照任务书的要求安排毕业设计工作，如下图： 1.3 开题报告 学生点击毕业设计里的“开题报告”按钮，初始化开题报告，如图： 初始化后，点击文件名，打开开题报告word，补充里面的内容后，关闭word，上传修改后的开题报告文档，然后点击“提交开题报告”等待指导教师审核。如图： 如果指导老师审核时认为不能通过定稿，需要重新修改上传，那么就会看到如下的页面，学生可以看到指导老师的意见评语，如下图： 学生修改再上传开题报告后，一定要点击“修改完成，提醒老师审核”按钮，然后等待老师的再次审核。 1.4 过程指导记录 学生点击“过程指导记录”如图： 点击“添加指导记录”，输入指导的时间和指导内容，点击“保存”，等待指导老师的确认， 太阳能路灯设计 太阳能路灯设计 太阳能路灯由太阳能电池板(包括支架)、灯头、控制箱(内有控制器、蓄电池等)和灯杆、基础等几部分构成。太阳能路灯一般各自成供电系统，不与常规路灯供电网络连接。太阳能路灯系统主要有12V与24V两种。 一太阳能电池选择 l.类型 太阳能电池将太阳能转换为电能。较实用的有单晶硅、多晶硅、非晶硅太阳能电池等三种。 单晶硅太阳能电池性能参数比较稳定．适合在阴雨天比较多、阳光相对不是很充足的南方地区使用； 多晶硅太阳能电池生产工艺相对简单，价格比单晶硅低．适合在太阳光充足、日照好的东西部地区使用； 3）非晶硅太阳能电池对太阳光照条件要求比较低，适合在室外阳光不足的地区使用。2．工作电压 太阳能电池的工作电压约为蓄电池电压的l.5倍，才能保证给蓄电池正常充电。如给6v 蓄电池充电需要用8～9V 太阳能电池,给12V蓄电池充电需要用15～18V太阳能电池。给24V蓄电池充电需用33～36V太阳能电池。 3.输出功率Wp 太阳能电池的单位面积输出功率约127Wp／m2。 太阳能电池一般由多个太阳能单元电池串联组成，其容量取决于照明光源、线路传输部件所消耗的总 功率以及当地太阳能辐射能量。太阳能电池组输出功率宜为光源功率的3～5倍以上：光照丰富、开灯时 短地区为(3～4)倍以上，反之为(4～5)倍以上。 4平均峰值日照时数h 太阳能电池输出功率Wp即是标准太阳光照条件下，欧洲委员会定义的10l标准，辐射强度1000W/m2, 大气质量AM1.5，电池温度252C条件下，太阳能电池的输出功功率。不同的时间，不同的地点，同样一块太阳能电池的输出功率是不同的。所谓标准条件，接近平时晴天中午前后的太阳光照条件。 表——1 我国不同地区天阳光照条件 区域划分 丰富地区 比较丰富地区 可以利用地区 贫乏地区 BI YE SHE JI （20 届） 基于AT89C52单片机太阳能热水器控制器设计 所在学院 专业班级自动化 学生姓名学号 指导教师职称 完成日期年月 V 摘要 近些年来，太阳能的开发和利用已越来越受到人们的重视和青睐，因为节能、环保、使用方便等因素，太阳能热水器发展速度更是迅猛。对太阳能热水器来说，最重要的配件就是太阳能热水器控制器。目前市场上太阳能热水器的控制系统大多存在功能单一，操作复杂，控制不方便等问题，很多控制器只具有温度和水位显示功能，不具有温度和水位控制功能。虽然热水器具有辅助加热功能，但也可能因为加热时间无法控制而产生过烧，造成电能浪费。所以研制多功能、低成本的太阳能控制器，对方便用户、安全高效具有一定意义。 本文在分析了解太阳能热水器及其控制器的发展和市场分布状况的基础上，描述了太阳能热水器控制器的组成及其工作原理。论文完成了控制器的硬件设计和软件设计。在硬件设计中，利用AT89C52单片机作为控制的中心环节，控制整个系统运作。利用温度传感器DS18B20和分段式水位传感器作为水温水位测量环节，并将测量结果送单片机进行处理。利用DS12887作为时钟芯片，以实现时间以及日期的显示。选用液晶显示模块128*64显示水温水位时间及日期，显示部分是人机交换的重要媒介之一。在软件设计部分采用模块化结构，完成了包括主程序，水位检测子程序、LCD显示等子程序的设计。系统主程序主要完成一些初始化功能，温度的检测以及控制辅助加热系统，同时完成信号转换及显示功能；水位检测子程序完成水位测量及送数据功能；显示子程序完成水温水位及时间日期的显示功能；键盘扫描子程序实现功能转换及水温水位时间的设定。 论文通过对整体设计方案，硬件电路，软件程序的设计分析，实现了太阳能热水器的水温水位的检测与控制，具有实际的意义。 关键词：太阳能热水器；传感器；DS12887；单片机； V 桂东县农村基础设施建设路灯项目 太 阳 能 路 灯 设 计 方 案 设计单位：迎辉电气集团有限公司 二O一七年十月 设计方案组成部分 一、企业简介 二、总述 三、太阳能路设计标准 四、太阳能路灯组成及原理 五、项目设计方案 （一）工程概况 （二）设计效果图及技术图纸 （三）产品参数 （四）工程内容与设计及所用产品节能、环保说明（1）太阳能电池组件设计说明 （2）蓄电池的设计说明 （3）控制器的设计说明 （4）LED光源设计说明 六、施工方案 七、验收方案 八、培训 一、企业简介 迎辉电气集团有限公司是专业生产路灯灯具、LED、灯杆、标志杆、交通信号灯杆、高杆灯、太阳能系列灯杆及各种异形灯杆的大型生产企业，公司注册资本1.0086亿元，企业拥有自主专利产品二十多项；具有：城市照明专业承包一级安装资质、国家高新技术企业、金太阳认证、3C、CQC等各项认证证书；同时具备各种景观灯型、环境绿化及城市亮化工程设计、施工、安装。公司自创立以来，先后承接和参与了全国大、中、小城市及乡镇村道路，市政工程的施工建设，深受各界的好评。 本公司主要产品有：道路照明器材、LED光源、太阳能电池板、交通设施器材、雕塑、喷泉、市政设施及城市广场、道路绿化、亮化工程等系列千余款品种和项目。 公司座落于扬州市北郊、美丽的高邮湖畔、誉有全国灯具之乡送桥镇，南邻扬州市郊，北靠高邮湖畔，东临京杭大运河，西接安徽省滁州市，东有京沪高速，西有宁通高速，S333省道贯穿境内，是连接宁通和京沪高速的重要道路，距扬州机场及扬州火车站40分钟路程，交通十分便利。 公司现有员工300多人，其中设计、工程施工、安装等各类技术人员105人，其中具体本科学历42人，大专学历38人，一级机电、市政建造师6人，,二级机电、市政建造师20人，高级职称5人，中级职称36人，初级职称48人，公司技术力量雄厚。 公司占地面积43355平方米，有标准化厂房15000多平方米，办公用房3500平方米，生活及其他附属房2850平方米。公司现有各种生产设备188套，大型灯杆折弯专业生产线两条，表面喷涂生产线一条，专利灯具铸压生产线一条，年生产产值30000万元，具有较大的生产能力。公司奉行“为用户提供无缺陷、高品质、能竞争的产品和服务，坚决满足客户的期望”。公司一贯坚持“靠诚信客户广交朋友，靠优质产品占领市场，靠拼搏精神提高收益，靠创新技术发展壮大”从而赢得广泛的市场声誉。 竭诚欢迎新老客户来扬观光旅游及考察指导。 二、总述 本公司在收到招标文件后，详细阅读了招标文件中的要求及结合实地考察，并安排技术、人员进行技术图纸设计方案、施工方案的编制工作。结合本项目特点及我公司实力、特长、技术、机具配套能力等多方面因素，制定本太阳能路灯设计方案。1、毕业设计(论文)对学生的要求
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基于单片机的太阳能路灯控制器设计毕业设计(论文)
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小区适用太阳能路灯设计方案
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