基于单片机的太阳能路灯控制器设计

基于单片机控制的智能路灯控制系统设计一、本文概述随着科技的不断进步和城市化进程的加速，城市照明系统作为城市基础设施的重要组成部分，其智能化改造已成为提升城市管理水平和节能减排的重要措施。

智能路灯控制系统作为城市照明系统的核心，其设计和实现对于提高路灯的运行效率、降低能耗、增强城市照明的智能化水平具有重要意义。

本文旨在探讨基于单片机控制的智能路灯控制系统的设计方法和实现策略。

本文将介绍智能路灯控制系统的基本概念和功能需求，阐述其在城市照明中的作用和意义。

将详细分析单片机控制系统的工作原理及其在智能路灯控制中的应用，包括单片机的选型、外围设备的选择、控制算法的设计等关键技术问题。

接着，本文将重点介绍智能路灯控制系统的设计流程，包括硬件设计、软件编程、系统测试等环节，并结合实际案例，展示该系统在实际应用中的效果和优势。

本文将对智能路灯控制系统的发展趋势进行展望，探讨未来可能的技术革新和应用拓展。

通过本文的研究和分析，期望能够为相关领域的工程技术人员和研究人员提供有益的参考和启示，推动智能路灯控制系统的发展，为建设更加智能、节能、环保的城市照明系统贡献力量。

二、智能路灯控制系统总体设计本节将详细介绍基于单片机控制的智能路灯控制系统的总体设计。

该系统设计旨在实现路灯的智能化管理，提高能源利用效率，同时确保道路照明质量。

能效优化：通过精确控制路灯的开关和亮度，减少能源浪费，实现节能减排。

单片机控制单元：作为系统的核心，负责处理传感器数据，控制路灯的开关和亮度。

传感器单元：包括光强传感器和运动传感器，用于检测环境光线强度和行人车辆流动情况。

单片机根据传感器数据，通过预设的控制算法，决定路灯的开关和亮度。

通信协议：采用稳定可靠的通信协议，确保数据传输的实时性和安全性。

三、单片机控制模块设计单片机控制模块是整个智能路灯控制系统的核心部分，负责接收传感器信号、执行控制逻辑、以及驱动路灯的开关。

在本设计中，我们采用了广泛应用的STC89C52单片机作为核心控制器。

基于单片机太阳能路灯控制系统的硬件设计与实现太阳能路灯控制系统是一种高效节能、环保的路灯控制系统。

它通过使用太阳能电池板来收集太阳能，将其转化为电能，然后通过单片机来控制路灯的开关和亮度。

本文将重点介绍基于单片机的太阳能路灯控制系统的硬件设计和实现。

一、硬件设计1. 单片机：本系统采用AT89C52单片机作为核心处理器，具有高性能、低功耗、易于编程等优点。

2. 太阳能电池板：太阳能电池板是收集太阳光线并将其转化为电能的设备。

本系统采用带有充电管理功能的12V/10W太阳能电池板。

3. 电源管理模块：该模块主要用于对太阳能电池板进行充放电管理，确保系统正常运行。

本系统采用TP4056芯片作为充电管理芯片。

4. 亮度传感器：亮度传感器可以检测周围环境的亮度，并将其转化为模拟信号输出。

本系统采用LDR（光敏电阻）作为亮度传感器。

5. LED驱动模块：该模块主要用于对LED灯进行控制。

本系统采用ULN2003芯片作为驱动芯片。

6. 电池：电池是太阳能路灯控制系统的重要组成部分，用于存储太阳能转化而来的电能。

本系统采用12V/7AH铅酸蓄电池。

7. 其他元器件：如稳压器、滤波电容、继电器等。

二、实现步骤1. 搭建硬件平台：将各个模块按照设计图连接起来，确保每个模块正常工作。

2. 编写程序：编写单片机程序，实现对亮度传感器和LED灯的控制，并添加充放电管理功能。

3. 调试测试：对整个系统进行测试和调试，确保每个模块正常工作，并且整个系统可以稳定运行。

4. 安装调试：将太阳能路灯控制系统安装到路灯杆上，进行最终调试和测试，确保其在实际使用中可以正常工作。

三、总结基于单片机的太阳能路灯控制系统可以有效地利用太阳能资源，实现路灯的自动控制和节能环保。

通过合理的硬件设计和程序编写，可以使该系统具有稳定性、可靠性和高效性。

6 | 电子制作 2021年04月能LED路灯得到了广泛的推广应用。

太阳能LED路灯巧妙地使低功耗照明光源LED灯更加明亮节能，LED封装外壳不需要使用玻璃等易碎物品作为外壳，更具有抗冲击和耐压能力，而且太阳能路灯不需布线，不用接入电网即可使用。

因为太阳能电池板可以在光照的情况下储存电能，有阳光的地方，他们就可以工作，应用范围广。

因此，越来越多的人开始重视太阳能路灯的研究与应用。

1 太阳能路灯控制器设计太阳能路灯控制原理：白天，太阳能模块将太阳能转化为直流电，通过太阳能控制器储存在电池中；晚上，电池通过太阳能控制器为LED光源供电，实现照明功能。

太阳能路灯照明控制电路由光伏电池、充放电及保护电路、路灯控制器及传感器电路四部分组成。

本系统中采用STC8单片机作为路灯控制器的核心器件，通过太阳能和锂电池充放电及保护电路给LED灯提供电能，利用环境光传感器检测环境光信号给控制器以便控制白天不发光但晚间有条件的发光；利用人体热释电传感器和人体感应雷达传感器判断人是否走近了的信号给控制器以便控制晚间人到灯亮人走灯暗，从电路和实时时钟电路组成。

系统设计的总体方案如方框图1所示。

2 硬件电路设计■2.1 单片机智能控制模块本项目采用南通国芯微电子科技有限公司研发的最新STC8单片机作为核心控制器，它是一款高速、高可靠、低功耗、超强抗干扰的新一代8051单片机，工作电压范围为3.3V～5.5V，包含2M字节片内RAM数据存储器，1个时钟/机器周期，增强型8051内核(STC Y5)。

图2 单片机接口电路■2.2 电源电路模块设计系统正常工作电压为5V，系统采用 12V/24V 的铅酸蓄电池供电，控制器电源经由蓄电池正极并通过1N5819肖特基二极管D1引入。

其中图中11V作为三极管驱动电压，11V电压经过AMS117三端可调稳压管的稳压输出5V电压，提供给单片机正常工作电压，电路简单，使用起来非常方便，工作稳定可靠，系统电源电路如图3 所示。

基于单片机的太阳能路灯控制器设计引言随着城市化的加速和人口的不断增加，公路、城市道路等交通设施变得愈加繁忙，特别是在夜晚，路灯的作用格外重要。

如今，越来越多的城市选择太阳能路灯，因为太阳能可以提供充足的电力，并且节约能源。

为了使太阳能路灯运行更加高效和稳定，开发一种可靠的太阳能路灯控制器变得至关重要。

设计实现硬件设计太阳能板在设计太阳能路灯控制器之前，首先要选择合适的太阳能板。

需要根据路灯使用场合、功率和参数要求来确定合适的太阳能板。

太阳能板需要能够在充足的阳光下，为电池充电提供足够的电力。

控制器太阳能路灯控制器需要对电力进行有效的管理。

控制器需要使用单片机，确保对电力的有效分配和节约。

在设计时，需要考虑各个元件的功率，将其集成到一个单一的管理系统中。

电池太阳能路灯需要在晚上继续运行，因此，需要选择一种合适的电池类型。

在设计时，需要根据控制器和太阳能板功率的匹配选择适当的电池。

LED灯LED灯是太阳能路灯最重要的元件。

需要根据所需功率和光线的明亮程度来选择适当的LED灯。

需要确保LED灯的存储和安装都是在一定的质量标准下进行的。

软件设计控制程序控制程序可以通过单片机进行实现。

需要根据所选的硬件元件类型编写控制程序，以便系统能够在理想的工作状态下运行。

编写好的控制程序将控制电池电量的分配以及太阳能板和LED灯的协调工作。

程序管理及安装为了实现最佳的运行状态，程序管理和安装是必不可少的。

需要确保系统的数据记录以及任何故障能够及时检测并修复。

在太阳能路灯控制器安装完成后，应该进行详细的测试和检查，确保系统稳定地运行。

太阳能路灯运用环保、节能、照明所必须的条件。

单片机技术能够实现对太阳能路灯的精确控制，有效节约资源消耗。

在本文中，我们详细介绍了太阳能路灯的硬件和软件设计，内容包括太阳能板、控制器、电池、LED灯等。

通过我们的设计，能够实现太阳能路灯系统的高效、稳定运行，让更多城市能够使用环保、节能的路灯做出贡献。

基于单片机控制的太阳能路灯系统设计太阳能路灯是一种利用太阳能发电来驱动灯具实现照明的系统。

它具有节能环保、无需电网供电、安装灵活等优点，被广泛应用于城市道路、公园、广场等场所。

本文将详细介绍基于单片机控制的太阳能路灯系统设计。

一、系统设计目标和功能1.照明功能：路灯在夜晚自动点亮，提供照明功能，为行人和车辆提供安全的照明环境。

2.节能环保：利用太阳能发电，减少对传统电力资源的依赖，实现节能环保的目的。

3.智能控制：通过单片机控制系统，实现夜间自动点亮、白天自动充电的功能，提高系统的智能化程度。

4.超时保护：设置定时功能和光敏传感器，在达到设定的亮度或时间后自动关闭路灯，防止能源浪费和光污染。

二、系统设计方案1.太阳能发电系统：由太阳能电池板、充电控制电路和储能电池组成，通过太阳能电池板将太阳能转换为电能，充电控制电路管理电池的充电和放电过程，储能电池储存电能供给给灯具使用。

2.灯具控制系统：通过单片机控制灯具的开关，根据光敏传感器检测到的光线强度和设定的时间，控制灯具的亮度和开启时长。

3.时序控制电路：采用单片机作为主控芯片，编写程序实现夜间自动点亮、白天自动充电的控制逻辑。

4.光敏传感器：用于检测环境光线强度，控制灯具的亮度和开关。

三、系统硬件设计1.太阳能电池板：选用高效率的太阳能电池板，将太阳能转换为电能供给系统使用。

2.充电控制电路：使用电池管理芯片实现对储能电池的充放电管理，保证电池的安全性和稳定性。

3.储能电池：选择容量适中的储能电池，储存白天通过太阳能电池板充电获得的电能。

4.单片机控制电路：选用常用的单片机控制芯片，并设计合适的电路板布局和连接方式。

5.光敏传感器：选用高精度的光敏传感器，检测环境光线情况，控制灯具的亮度和开关。

四、系统软件设计1.程序设计：利用C语言编程，编写单片机控制程序，实现路灯的智能控制。

2.功能设计：设计程序逻辑，实现夜间自动点亮、白天自动充电、定时关灯等功能。

太阳能路灯以太阳光为能源,白天充电、晚上使用,无需铺设复杂、昂贵的管线,可任意调整灯具的布局,安全节能无污染,充电及开/关过程采用光控自动控制,无需人工操作,工作稳定可靠,节省电费,免维护,太阳能路灯的实用性已充分得到人们的认可。

本文介绍的基于单片机的太阳能路灯控制器的设计,对12V和24V蓄电池可以自动识别,能实现对蓄电池的科学管理,能指示蓄电池过压、欠压等运行状态,具有两路负载输出,每路负载额定电流可以达到5A,两路负载可以随意设置为同时点亮、分时点亮,单独定时等工作模式,同时对负载的过流、短路具有保护功能;具有较高的自动化和智能化程度。

硬件电路组成及工作原理系统硬件结构框图太阳能路灯智能控制器以STC12C5410AD单片机为核心,外围电路主要由电压采集电路、负载输出控制与检测电路、LED显示电路及键盘电路等几部分组成的,结构框图如图1所示。

电压采集电路包括:太阳能电池板和蓄电池电压采集,用于太阳光线强弱的识别以及蓄电池电压的获取。

单片机的P3口的两位作为键盘输入口,用于工作模式等参数的设置。

下面详细介绍系统中STC12C5410AD、电压采集与电池管理、负载输出控制与检测电路的设计与实现。

STC12C5410AD单片机STC12C5410AD是STC12系列的单片机,采用RISC型CPU 内核,兼容普通8051指令集,而且还有新的特点:片内含有Flash程序存储器10k,Data Flash 数据存储器2k,RAM数据存储器512字节,同时内部还有看门狗(WDT);片内集成MAX810专用复位电路,集成了8通道10位分辨率的ADC以及4通道的PWM;具有可编程的8级中断源4种优先级,具有系统可编程(ISP)和应用可编程(IAP)等特点,片内资源丰富、集成度高、使用方便。

STC12C5410AD对系统的工作进行实施调度,实现外部输入参数的设置、对蓄电池及负载进行管理,工作状态的指示等。

为充分使用片内资源,本文所设置的参数写入Data Flash数据存储器内。

基于单片机的太阳能路灯控制器电路设计摘要：介绍了以单片机为核心的太阳能路灯控制器的设计方案，对系统的硬件和软件设计做了说明。

系统以较少的按键实现了参数设置，采用PWM技术对蓄电池进行充电管理，采取了负载过流、短路保护措施。

系统具有可靠性高、操作简单等特点。

1 引言随着人们环保意识的加强以及资源的日渐紧张，新能源的利用已快速进入人们的生活。

太阳能路灯以太阳光为能源，白天充电、晚上使用，无需铺设复杂、昂贵的管线，可任意调整灯具的布局，安全节能无污染，充电及开/关过程采用光控自动开关，无需人工操作，工作稳定可靠，节省电费，免维护，太阳能路灯的实用性已经得到人们的认可。

本文介绍基于单片机的太阳能路灯控制器的方案设计，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、欠压等行状态，具有两路负载输出，每路负载额定电流可达5 A，两路负载可以随意设置为同时点亮、分时点亮以及单独定时等工作模式，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 硬件电路组成及工作原理2.1 系统硬件结构太阳能路灯智能控制器系统硬件结构如图1所示，该系统以STC12C5410AD 单片机为核心，外围电路主要由电压采集电路、负载输出控制与检测电路、LED 显示电路及键盘电路等部分组成。

电压采集电路包括太阳能电池板和蓄电池电压采集，用于太阳光线强弱的识别以及蓄电池电压的获取。

单片机的P3 口的两位作为键盘输入口，用于工作模式等参数的设置。

图1 系统硬件结构框图2.2 STC12C5410AD 单片机STC12C5410AD 是STC12 系列单片机，采用RISC型CPU 内核，兼容普通8051 指令集，片内含有10 KB Flash 程序存储器，2 KB Flash数据存储器，512 B RAM 数据存储器，同时内部还有看门狗（WDT）；片内集成MAX810专用复位电路、8 通道10 位ADC 以及4 通道PWM；具有可编程的8级中断源4种优先级，具有在系统编程（ISP）和在应用编程（IAP），片内资源丰富、集成度高、使用方便。

基于单片机的路灯控制器设计是一项关键的智能化城市管理技术，在当今社会中具有广泛的应用前景。

本文将从路灯控制器的设计原理、硬件设计、软件设计和仿真验证等方面展开详细介绍，以期为相关领域的研究与实践提供参考。

一、设计原理路灯控制器的设计原理是基于单片机的自动控制系统。

通过采集环境光强度、设置控制参数和实现时间控制等功能，实现对路灯的智能控制。

设计思路主要包括以下几个方面：1. 环境光强度检测：利用光敏电阻等传感器检测周围环境光强度，确定是否需要开启或关闭路灯。

2. 时间控制功能：设置路灯的开启和关闭时间，实现根据时间段自动调节亮灯状态。

3. 手动控制功能：通过按键或触摸屏等方式，实现对路灯的手动控制，方便维护人员的操作。

4. 通信功能：可选加入通信模块，实现远程监控和控制，提高管理效率。

二、硬件设计1. 单片机选择选择适合的单片机芯片，如常用的STC系列、51系列等，根据系统需求确定芯片性能和外设接口。

2. 传感器接口设计设计光敏电阻、温湿度传感器等的接口电路，完成对环境光强度、温度等参数的采集。

3. 路灯控制电路设计设计继电器驱动电路，实现对路灯的开关控制；设计亮度控制电路，实现对路灯亮度的调节。

4. 人机交互界面设计设计按键或者触摸屏等人机交互界面，实现对路灯控制参数的设置和手动控制功能。

三、软件设计1. 系统初始化完成单片机系统的初始化设置，包括时钟设置、IO口初始化等。

2. 传感器数据采集编写相应的程序，实现对环境光强度、温湿度等参数的采集，并做相应处理。

3. 控制算法设计根据传感器采集的数据和设定的控制参数，设计控制算法，实现对路灯的自动控制。

4. 人机交互界面设计设计界面交互程序，实现按键或触摸屏输入的响应和处理。

四、仿真验证使用仿真软件对设计的路灯控制器进行测试和验证，包括功能验证、稳定性验证、实时性验证等。

五、总结基于单片机的路灯控制器设计是一项复杂而又具有挑战性的工程项目。

通过对硬件设计、软件设计和仿真验证的全面展开，可以有效地提高系统的可靠性和稳定性，为城市智能化管理提供强有力的技术支持。

吉林工程技术师范学院信息工程学院学士学位论文基于单片机的太阳能路灯控制系统设计基于单片机的太阳能路灯控制系统设计The Design of Solar street lamp Control system Based on MCU学生姓名：张建木班级： D0745指导教师：吉李满职称：副教授专业名称：电子信息工程答辩时间:答辩委员会主席：毕业设计（论文）评阅人：2011 年 6 月吉林工程技术师范学院毕业论文摘要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。

太阳能作为一种清洁的优秀的可再生能源，已成为最有价值的新能源。

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一种节能环保的重要途径。

本文研究的路灯同时整合了这两者的优势，利用清洁能源以及高效率的LED实现绿色照明。

太阳能LED路灯是一种结合太阳能光伏发电技术与LED技术的新型路灯。

系统通过蓄电池将太阳电池组件产生的电能储存起来供负载在夜晚照明使用。

基于单片机控制的太阳能路灯具有很多优点：安全可靠，维护方便；不需要常规能源，不污染环境；安装方便，自动控制。

从而不仅节约了电能，而且避免了由于四季昼夜长短不一，需要调整电路系统的麻烦，使路灯更为人性化。

关键词：光伏发电，蓄电池，发光二极管I摘要ABSTRACTWith the deepening of the sustainable development, people are active in the development of all kinds of renewable energy, while also advocating green environmental technology of energy saving and reducing emission. Solar energy as a kind of clean excellent renewable energy has become the most valuable new energy. While in the lighting area, long life, energy saving, safety, green environmental protection, rich colors, miniaturization of light emitting diode (LED) solid-state lighting has been considered as one of the important ways of saving energy and environmental protection. The street lamp in this paper simultaneously integrates both the advantages; utilize clean energy and high efficient LED to realize green lighting.Solar LED lamp is one new type of street lamp by uniting solar photo- voltaic (PV) power generation technology and LED technology. The system stores electrical energy via battery, generated by components of solar cells, to supply night illumination of street lamps. Solar street lamps based on MCU control have many advantages: safety, reliability, easy to maintain; energy saving, without pollution to environment; easy installation, automatic control. Consequently, not only save electrical energy but also avoid the troubles to need adjusting the circuit system due to the different day-and-night’s lengths in the four seasons, to make the street lamp more user-friendly.Key Words: PV, Battery, LEDII目录第一章绪论 (1)1.1 概述 (1)1.2 太阳能路灯的优势 (2)1.3 太阳能路灯的应用现状 (3)1.4 本论文研究的主要内容 (5)第二章系统方案论证及选择 (6)2.1 方案比较与论证 (6)2.1.1 太阳能电池板的选择 (6)2.1.2 蓄电池的选择 (6)2.1.3 照明灯具的选择 (8)2.1.4 控制器芯片的选择 (9)2.2 方案的配置与计算 (11)2.2.1 路灯设计所需的数据 (11)2.2.3 路灯设计参数的确定 (12)第三章系统设计的理论分析 (14)3.1 系统基本介绍 (14)3.2 太阳能路灯系统设计总体分析 (15)3.3 太阳能光伏发电的理论 (15)3.4 控制器设计的理论基础 (17)3.5 蓄电池的充放电原理 (18)3.6 蓄电池充电技术研究 (20)3.6.1 恒流充电 (20)3.6.2 恒压充电 (21)I3.6.3 恒压限流充电 (22)3.6.4 两阶段、三阶段充电 (22)3.6.5 快速充电 (23)3.6.6 智能充电 (25)3.7 LED的发光及驱动原理 (26)3.7.1 发光原理 (26)3.7.2 驱动原理 (28)第四章系统的硬件设计 (30)4.1 系统电路框图 (30)4.2 硬件设计的原理流程图 (31)4.3 电源电路设计 (32)4.4 LED指示电路 (32)4.5 光控电路 (33)4.6 LED驱动电路设计 (34)4.7 涓流充电电路 (36)4.8 过充、过放控制电路 (36)4.9 单片机外围电路设计 (38)4.9.1 复位模块电路设计 (38)4.9.2 晶振电路 (38)4.9.3 按键开关电路 (39)4.9.4 显示模块电路设计 (39)第五章系统的软件设计 (41)5.1 系统软件框图 (41)5.2 计时程序设计 (42)5.3 中断程序设计 (44)II第六章系统调试 (45)6.1软件调试 (45)6.2硬件及总体电路调试 (45)6.3系统改进方案 (46)第七章总结与展望 (47)附录 1 (48)附录 2 (49)参考文献 (I)致谢 (I)III前言城市照明是一门科学、一种文化、一项艺术。

基于STC单片机的太阳能LED路灯控制器设计
 通过对太阳能电池板的输出特性、蓄电池的充放电特性以及大功率LED
路灯驱动电路的研究，设计了一款智能控制器. 控制器是以STC 单片机为核心，以DC/DC 变换电路为硬件基础，以PWM 技术为手段调节输出电压和电流，采用三段式策略来实现蓄电池的充电，其中在快充阶段采用MPPT 算法，半功率点策略控制LED 照明，极大突显了太阳能LED 路灯系统的环保节能优势及应用前景。

 面对地球生态环境日益恶化、资源日益短缺的现实，当今世界各国政府采
取了很多政策和措施，大力扶持和发展节能环保产业. 太阳能LED 路灯是太阳能开发利用和照明领域节能技术的综合应用，具有环保节能的双重优势.
据统计，照明消耗约占整个电力消耗的20% 左右，降低照明用电是节省能源的重要途径. 太阳能具有清洁环保和可再生的特点，而LED 照明是当前世界上最先进的照明技术，是继白炽灯、荧光灯、高强度气体放电灯之后的第四
代光源，具有结构简单、效率高、重量轻、安全性能好、无污染、免维护和
寿命长、可控性能强等特征，被认为是照明领域节电降能耗的最佳实现途径. 有统计数据显示，仅LED 路灯节能一项，每年就能为中国节省约一座三峡大坝所发的电力. 正是由于LED 照明灯具所具有的节能、环保优势，近年来，其全球产值年增长率保持在20% 以上，中国也先后启动了绿色照明工程、半导体照明工程、“十城万盏”计划等推进该产业发展.
 本文设计的太阳能LED 路灯控制器，先对太阳能电池输出和蓄电池电量等参数进行检测确定系统工作状态，利用最大功率点跟踪MPPT 算法实现电能的最大化收集，在电能的储备完成后，利用PWM 技术调节LED 的亮度。

基于单片机的太阳能路灯智能控制系统设计摘要：随着社会经济的快速发展能源消耗不断增加，造成极大的资源浪费。

为了应对当前日益严重的能源危机，响应生态文明建设，本小组设计了一种基于单片机控制的太阳能路灯控制系统方案。

该系统依靠太阳光为主要能量来源，白天该系统由电池板实现光电转换对蓄电池进行储能，电池负责在夜间为负载供电，该系统具有环保，节能，安全的特点。

关键词：太阳能；路灯；智能控制系统；监测引言城市照明是一种生活姿态，也是一种时尚体验。

它是城市的一面镜子，代表城市的风格，散发城市的魅力。

太阳能LED灯具得天独厚，拥有优良的节能效果、人性化的照明控制，吸引了众多客户的眼球，与传统灯具相比，优势突出，堪称性价比之王，对环境要求不高，只要有阳光，太阳能LED灯具就呈现星火燎原的态势。

太阳能LED灯具发展前景广阔，节能环保、发光效率高是它的优势所在，传统光源必将被逐步取代。

伴随着科技的进步，太阳能LED发光效率不断升高，投入成本不断下降已经是不争的事实。

1智能控制系统运行原理太阳能路灯控制系统在运行的过程中，判定恒流负载输出主要是利用采集太阳能光伏板的电压。

一旦系统检测到太阳能板电压较高，且高出蓄电池额定电压的时候，MPPT充电模式就会自动开启，这时STC单片机通过采样到的太阳能板电压和电流值通过变步长的电导增量法计算最大功率点，通过PWM信号的占空比调节太阳能板充电电压大小达到最佳充电功率点。

在充电的时候对蓄电池进行实施检测，防止其电压发生过充电现象。

太阳能板的电压降低到规定值时，系统则会自动停止冲电，进入分段式恒流负载输出控制模式。

此时主要根据不同的太阳能板电压值，通过Boost放电电路控制PWM信号的占空比方式控制负载输出电路输出不同的电流值。

2系统设计2.1系统总体结构在光照情况下,太阳能路灯系统的电池组件会自动手机太阳光的能量,将这些光能转化为电能并进行存储,对蓄电池进行蓄电过程,而在无光照情况下,太阳能路灯系统会自动转为对通过路灯控制处理器对蓄电池进行放电控制,让路灯照明。

基于单片机的太阳能路灯控制器设计太阳能路灯控制器是一种利用太阳能发电装置为太阳能路灯提供电源，并进行光控和时间控制的电子设备。

本文将基于单片机，设计一个太阳能路灯控制器。

首先，我们需要了解太阳能路灯的工作原理。

太阳能路灯通过太阳能电池板将太阳能转化为电能，并储存在电池中。

当夜晚来临时，路灯需要开启，将电池中储存的电能供应给LED灯光发光。

在白天或光线充足的情况下，路灯不需要工作，此时应该关闭。

基于上述原理，我们可以设计太阳能路灯控制器的功能如下：1.太阳能充电控制：控制太阳能电池板对电池进行充电，当充电电压达到设定值时，停止充电，避免过充电现象的发生。

2.电池电压检测：检测电池的电压，当电压降到设定值以下时，认为电池放电完毕，需要重新充电。

3.光控功能：通过光敏电阻或光照传感器感知周围光照强度，当光照强度低于一定阈值时，开启太阳能路灯，否则关闭路灯。

4.时间控制功能：在夜晚开启路灯后，设定一个时间段后自动关闭路灯，以节约能源。

1. 单片机选择：选择一款性能稳定、功耗较低的单片机，如STM32系列或Arduino系列。

这些单片机具有丰富的GPIO口和通信接口，方便我们与外围器件连接。

2.电池充电控制：使用一个充电管理芯片，如TP4056，来实现对电池的充电控制。

这样可以保证电池在充电时不会过充电。

3.电池电压检测：通过ADC模块读取电池的电压，当电压低于设定值时，触发充电电路。

4.光控功能：选择一个合适的光敏电阻或光照传感器，将其与单片机的GPIO口连接。

通过ADC模块读取光照强度，根据设定的阈值来控制路灯的开关。

5.时间控制功能：使用定时器模块来实现时间控制功能。

设定一个时间段后，自动关闭路灯或开启路灯。

6.路灯控制：选择工作电压适配的继电器或三极管，将路灯与单片机的GPIO口连接。

通过控制GPIO口的电平来开关路灯。

7.人机交互：可以使用LCD显示屏或按键等外设，实现人机交互的功能，如显示电池电压、光照强度、控制开关等。

北京化工大学北方学院NORTH COLLEGE OF BEIJING UNIVERSITY OFCHEMICAL TECHNOLOGY20 届本科生毕业设计（论文）学院学生姓名专业学号班级指导教师诚信申明本人申明：我所呈交的本科毕业设计（论文）是本人在导师指导下对四年专业知识而进行的研究工作及全面的总结。

尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中创新处不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京化工大学北方学院或其它教育机构的学位或证书而已经使用过的材料。

与我一同完成毕业设计（论文）的同学对本课题所做的任何贡献均已在文中做了明确的说明并表示了谢意。

本人签名：年月日基于单片机的太阳能路灯控制器设计摘要随着世界能源危机的加剧，各国都在寻求解决能源危机的办法，太阳能作为一种“取之不尽，用之不竭”的安全、环保的新能源越来越受到重视，近年来，太阳能路灯在国内许多城市的应用方兴未艾，其良好的技术经济性得到了一致的认可。

对太阳能路灯控制系统的研究，能把太阳能资源的利用率增加，并且可以在节约能源方面起到作用。

本文设计一个太阳能路灯控制器，使用STC89C52单片机为核心控制器，使用光敏电阻检测是白天还是黑夜，使用咪头检测声音实现声控，使用用人体红外感应模块检测是否有人通过。

当白天光线较强时，单片机控制LED路灯不打开，当夜晚或阴雨天光线较弱时，LED路灯打开，单片机通过控制输出PWM的占空比来实现LED 路灯灯光强弱的调节：当无声音或者无人经过路灯时，路灯发弱光以达到一定的照明目的，若有声音或者有人通过则发强光，实现照明，同时更好地实现节能的目的，太阳能路灯控制器的输入电源可以通过市电变压整流获取也可以从太阳能电池板获取，并可实现自动切换。

关键词：单片机；光控；声控；人体检测；PWM；The Design of solar street lamp controller based on MCUAbstractAs the world energy crisis intensifies, countries are seeking to solve the energy crisismeasures, solar energy as an "inexhaustible be inexhaustible, safety, environmental protection" of the new energy has been paid more and more attention, in recent years,the solar street lights in many city domestic application Fang Xing AI, its good technical economy got unanimous approval. Study on the solar street lamp control system, can make use of solar energy resources to increase the rate, and can play a role in energy saving.In this paper, the design of a solar street lamp controller, using STC89C52 MCU as the core controller, the use of photosensitive resistance detection is day or night, using themicrophone sound detection of achieving sound, using infrared human body induction module detects whether someone through. When the day light is strong, the SCM control LED lamps do not open, when the night or on cloudy days when the light is weak, LED Street opened, the microcontroller through the control output of the PWMduty cycle to achieve the regulation of LED street lamp lamplight: when no sound or noafter a street lamp, street lamp hair weak light to achieve lighting purpose, if a voice oris made by man realize lighting, glare, and better achieve the purpose of energy saving,the input power supply of solar street lamp controller can access can also be obtained from the solar battery board through the city of electric transformer rectifier, and can realize the automatic switching.Key words: Single chip microcomputer; light; voice; human detection; PWM;目录前言 (1)第1章课题研究背景与价值 (3)第1.1节选题的意义与价值 (3)第1.2节研究综述 (4)第1.3节课题的研究意义与目的 (4)第1.4节研究范围与内容 (5)第1.5节研究视角与方法 (5)第2章基于单片机太阳能路灯控制器的概况 (8)第2.1节太阳能路灯控制器的概念 (8)第2.2节太阳能路灯控制器的基本情况 (8)第3章系统设计方案 (10)第3.1节系统设计的任务 (10)第3.2节硬件设计方案 (10)第4章系统总体方案及元器件介绍 (13)第4.1节单片机介绍 (13)第4.2节热释电红外传感器介绍 (18)第4.3节光敏电阻介绍 (20)第4.4节声音检测模块介绍 (20)第4.5节单片机晶振电路原理及作用 (22)第4.6节PWM控制技术介绍 (23)第5章硬件电路的设计及原理 (24)第5.1节单片机系统 (24)第5.2节电源电路及作用 (26)第5.3节光强度检测电路及作用 (27)第5.4节热式红外传感器电路及作用 (28)第5.5节声音检测电路及作用 (29)第5.6节PWM控制技术及路灯驱动电路 (30)第5.7节电路设计软件功能介绍 (31)第6章系统软件设计 (33)第6.1节系统程序流程图及主程序 (33)第6.2节定时器子程序及作用 (37)第6.3节PWM生成程序设计及作用 (38)前言世界经济飞速发展，需要更多的能源作为支撑，而石油、煤炭、天然气等常规能源随着开采的不断加剧，总量急剧减少，供需矛盾十分明显，越来越多的地方因为用电量日益剧增，负荷加大，已不堪承担，在夏天出现经常性的拉闸停电现象，严重影响了居民生活水平，影响了经济的持续稳定发展，国家虽然加大力气，整顿小煤窑，合理开采煤炭、大力发展坑头电站、优先发展风力发电、太阳能光伏系统，采取了一系列的措施，但是和经济飞速发展对能源的需求，尤其是对电能的需求，仍然极不配套。