1、<p>　　太陽能LED交通警示板設(shè)計</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本設(shè)計采用軟硬件結(jié)合的方式實現(xiàn)，硬件電路主要包括：充電電路（帶充電保護(hù)功能）、放電保護(hù)電路、傳感電路、計數(shù)與顯示電路、穩(wěn)壓電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、太陽能光伏板自動跟蹤控制系統(tǒng)七個模塊。AT89S52單片機(jī)是整個系統(tǒng)的核心部件，通過軟件控制多個硬件電路的執(zhí)行。

2、在編程時根據(jù)模塊化的設(shè)計思路，采用C51語言來編寫程序，主要包括：晝夜的判斷、白天時通過車輛的計數(shù)并用LED動態(tài)顯示、夜間警示LED閃爍、防瞬時光照、控制電機(jī)跟蹤、恢復(fù)電機(jī)到初始位置等模塊。</p><p>　　設(shè)計中實現(xiàn)了白天計數(shù)，晚上閃爍，在光控開關(guān)控制下，白天開啟、晚上關(guān)閉的功能，以及防閃電、車燈干擾的功能，并加有過充、過放保護(hù)裝置。除上述發(fā)揮部分外，又新增兩個功能：將太陽能光伏板安裝在電機(jī)上，白天時通過控

3、制電機(jī)旋轉(zhuǎn)來跟蹤太陽，充分利用太陽能，對電池進(jìn)行充電；黑夜到來時，將電機(jī)復(fù)位到初始狀態(tài)，第二天重新對太陽進(jìn)行跟蹤。</p><p>　　關(guān)鍵字：充電，保護(hù)，單片機(jī)，計數(shù)顯示</p><p>　　The LED Solar Traffic Warning Board Design</p><p><b>　　Abstract</b></p&

4、gt;<p>　　This design uses the way realization which the software and hardware unifies, the hardware electric circuit mainly includes: The charging circuit (belt charge protection function), the electric discharge

5、protection circuit, the sensing circuit, the counting and the display circuit, the voltage-stabilizer circuit, the A/D switching circuit, the solar energy light bend down the board automatic following control system seve

6、n modules. The AT89S52 monolithic integrated circuit is the overall system c</p><p>　　In the design realized the daytime to count, evening glittered, controlled under the switch control in the light, daytime

7、 opened the function which, the evening closed, as well as guarded against the function which the lightning, the headlight disturbed, and Canada had has imitated has put the protective device. Besides above display part,

8、 also increases two functions: Bends down the board the solar energy light to install on the electrical machinery, when daytime tracks the sun through control </p><p>　　Key words: Charge，Protection，Monolithi

9、c integrated circuit</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第1章 緒 論1</b></p><p>　　1.1設(shè)計的目的和意義1</p><p>　　1.2設(shè)計任務(wù)與要求1</p><p>　　第2章 方案設(shè)計選擇

10、2</p><p>　　第3章 系統(tǒng)設(shè)計4</p><p>　　3.1系統(tǒng)硬件設(shè)計4</p><p>　　3.1.1充電電路（帶充電保護(hù)功能）4</p><p>　　3.1.2放電保護(hù)電路5</p><p>　　3.1.3傳感電路6</p><p>　　3.1.4計數(shù)、顯示電路7&

11、lt;/p><p>　　3.1.5穩(wěn)壓電路8</p><p>　　3.1.6 A/D轉(zhuǎn)換電路…………………………………………………………………………………………………………………….9</p><p>　　3.1.7太陽能光伏板自動跟蹤控制系統(tǒng)10</p><p>　　3.2系統(tǒng)軟件設(shè)計12</p><p>　　3.

12、2.1晝夜判別12</p><p>　　3.2.2白天時段流程圖13</p><p>　　3.2.3黑夜時段流程圖15</p><p>　　第4章 系統(tǒng)調(diào)試17</p><p>　　4.1充電電路部分17</p><p>　　4.2放電保護(hù)電路部分17</p><p>　　4.3計數(shù)

13、、顯示電路17</p><p>　　4.4穩(wěn)壓電路17</p><p>　　4.5太陽能光伏板自動跟蹤控制系統(tǒng)17</p><p>　　4.6總系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)試18</p><p><b>　　結(jié) 論19</b></p><p><b>　　致 謝20</b>&l

14、t;/p><p><b>　　參考文獻(xiàn)21</b></p><p>　　附錄A具體程序22</p><p>　　附錄B總原理圖29</p><p><b>　　第1章 緒 論</b></p><p>　　1.1設(shè)計的目的和意義</p><p>　　太

15、陽能LED交通警示板具有不用電、節(jié)能、快閃等特點(diǎn)，適合不便于安裝交流電源的路段，主要設(shè)置在路口、橋頭等，夜間自身能夠頻閃紅色光亮，提示過往車輛注意行駛安全，特別是在能源短缺的我國更加具有實用價值。[1]</p><p>　　我所設(shè)計的太陽能LED交通警示板，能夠全自動跟蹤太陽，最大限度的將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，通過蓄電池的貯能保證了警示板夜間的正常工作，甚至可以為其他電器設(shè)備供電；同時還設(shè)計了充放電保護(hù)電路，延長了蓄

16、電池的使用壽命，減小了故障發(fā)生的概率，為電路的實際應(yīng)用做好了準(zhǔn)備；通過對來往車輛的計數(shù)可以準(zhǔn)確的把握路段的交通狀況，為疏導(dǎo)交通配合整頓交通秩序提供了依據(jù)。</p><p>　　1.2設(shè)計任務(wù)與要求</p><p><b>　　1.設(shè)計任務(wù)</b></p><p>　　設(shè)計并制作一個交通警示板。該裝置以太陽能為能源，鉛酸蓄電池為儲能部件和電路工作

17、電源。該警示板設(shè)置在夜間有事故隱患的路段，LED不間斷地閃爍。白天可關(guān)閉。</p><p><b>　　2.設(shè)計要求</b></p><p><b>　　基本要求：</b></p><p>　?。?）設(shè)計并制作太陽能光伏板對電池的充電裝置。</p><p>　?。?）設(shè)計并制作以電池為電源的LED閃

18、爍工作的裝置。</p><p>　　（3）設(shè)計并制作以太陽能光伏板為傳感器的光控電路，控制LED在白天關(guān)閉、夜間開啟。</p><p><b>　　發(fā)揮部分：</b></p><p>　?。?）在基本要求的基礎(chǔ)上，利用LED作顯示單元，設(shè)計制作該路段的白天通過車輛數(shù)量的傳感、計數(shù)、顯示裝置。最大顯示數(shù)為99。該裝置在光控開關(guān)控制下，白天開啟、晚

19、上關(guān)閉。</p><p>　?。?）給蓄電池加上充、放電保護(hù)裝置。防止過充電和過放電。 </p><p>　?。?）給光控電路增加避免瞬時光照（如夜間閃電、過往車輛燈光等）引起誤動作的功能電路。</p><p>　　第2章 方案設(shè)計選擇</p><p><b>　　方案一：模數(shù)結(jié)合</b></p><

20、p>　　本設(shè)計可以單純地通過模擬電路和數(shù)字電路相結(jié)合實現(xiàn)計數(shù)值的顯示、直流電機(jī)的驅(qū)動和控制等功能。在太陽能光伏板經(jīng)充電電路對鉛酸蓄電池進(jìn)行充電后，由該電池經(jīng)放電保護(hù)電路對各模擬電路與數(shù)字電路供電，計數(shù)與顯示電路主要是用集成計數(shù)器CC40161、74LS48BCD譯碼器和顯示器組成，所計數(shù)值由光電傳感器組成的傳感電路的脈沖提供。直流電機(jī)由三極管設(shè)計的H橋電路進(jìn)行驅(qū)動，兩端加光敏電阻，通過I-V轉(zhuǎn)換電路經(jīng)OP07比較兩者的大小來控制電

21、機(jī)的左右旋轉(zhuǎn)。經(jīng)過以上的方案大體可以實現(xiàn)設(shè)計要求。[2]</p><p><b>　　方案二：軟硬結(jié)合</b></p><p>　　本設(shè)計還可以用軟硬件結(jié)合的方式來實現(xiàn)，即通過單片機(jī)來設(shè)計一個總的控制系</p><p>　　統(tǒng)。在由太陽能光伏板經(jīng)充電電路對蓄電池進(jìn)行充電后，蓄電池經(jīng)放電保護(hù)電路和穩(wěn)壓電路對單片機(jī)供電，單片機(jī)通過軟硬件控制計數(shù)與顯

22、示電路、太陽能光伏板自動跟蹤控制系統(tǒng)等模塊，其中的計數(shù)脈沖由傳感電路（反射式光電傳感器）從警示板所放路段中感應(yīng)到車輛通過后提供給單片機(jī)，計數(shù)值又經(jīng)三極管驅(qū)動后送到顯示器中顯示，通過對單片機(jī)程序的編寫可實現(xiàn)LED在晚上以“日”字形閃爍，同時還能防止瞬時光照（如閃電、車燈）的干擾。為了降低蓄電池的工作電流，延長電池工作時間，可通過夜間只顯示一個數(shù)碼管、將數(shù)碼管的亮度調(diào)得較暗、將單片機(jī)特殊功能寄存器PCON的第五位——PCON.4置1等途徑來

23、實現(xiàn)。</p><p>　　在太陽能光伏板自動跟蹤太陽的控制系統(tǒng)中，我們可以通過脈沖來產(chǎn)生PWM信號、再通過程序控制電機(jī)左右旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動電路采用H橋電路，當(dāng)由白天進(jìn)入黑夜后，電動機(jī)經(jīng)軟硬件控制 回到初始位置，等待新一天的開始。</p><p>　　通過兩個方案的比較，雖然都可以實現(xiàn)設(shè)計任務(wù)，但是前者使用器件比較多，電路比較復(fù)雜。而后者相對來說比較簡潔，控制比較方便，軟件編程是主要設(shè)計的任務(wù)，

24、經(jīng)過綜合比較我們應(yīng)該選擇后者，總的系統(tǒng)框圖如圖2.1所示：</p><p>　　圖2.1總的系統(tǒng)框圖</p><p><b>　　第3章 系統(tǒng)設(shè)計</b></p><p><b>　　3.1系統(tǒng)硬件設(shè)計</b></p><p>　　3.1.1充電電路（帶充電保護(hù)功能）</p><

25、p>　　充電電路是本次設(shè)計的基礎(chǔ)，也是各部分電路工作的前提。</p><p><b>　　方案一：恒流充電</b></p><p>　　恒流充電是充電過程中充電電流保持恒定的充電方法。階段恒流充電是改進(jìn)的恒流充電，開始階段用較大的恒定電流充電，當(dāng)被充電電池的端電壓達(dá)到預(yù)定值后便轉(zhuǎn)入較小的恒定電流充電階段，直至充電結(jié)束。</p><p>&

26、lt;b>　　方案二：全自動充電</b></p><p>　　利用555時基集成電路，設(shè)計一個簡單、可靠、實用的全自動充電電路。將555集成時基電路2腳的電壓調(diào)為5.5V，這樣當(dāng)蓄電池電壓低于5.5V時，充電器開始對蓄電池電充電，此時3腳輸出電壓高于6V；將555時基集成電路6腳的電壓調(diào)為6.6V，這樣當(dāng)蓄電池電壓高于6.6V時，此時3腳電壓輸出為零伏，充電器停止對蓄電池電充電。</p&g

27、t;<p>　　其中的D1為二極管，型號是IN4007，相當(dāng)于開關(guān)的功能，在電路中起到充電保護(hù)的作用。當(dāng)蓄電池電壓低于5.5V時，D1導(dǎo)通，充電器開始對蓄電池電充電；反之，</p><p>　　當(dāng)蓄電池電壓高于6.6V時，D1截止，該器件還實現(xiàn)了對蓄電池防過充電的保護(hù)功能。其具體的充電電路如圖3.1所示：</p><p>　　根據(jù)基本要求中的第1條，我們要通過太陽能光伏板對鉛

28、酸蓄電池進(jìn)行充電，所采集到的電壓不一定恒定，因此電流也不恒定，且從這些實際出發(fā)，選擇方案二較佳。</p><p>　　3.1.2放電保護(hù)電路</p><p>　　為了防止蓄電池在給其他電路供電的過程中造成過放電的現(xiàn)象，應(yīng)在電池引出來的線后緊跟一個放電保護(hù)電路[3]，如圖3.2所示：</p><p>　　圖中的Vi從蓄電池兩端直接引入，通過選定穩(wěn)壓管D1、電阻R1 、

29、電阻R2和電阻 R4的值可以設(shè)定蓄電池電壓降到某一值X以后進(jìn)行放電保護(hù)，在電壓低于X時由繼電器實現(xiàn)防過放電的功能。圖中的運(yùn)算放大器3140為比較器，將2腳的輸入電壓與3腳的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，當(dāng)V2>V3，表明此時的Vi>X，6腳輸出低電平，繼電器的常開開關(guān)與常閉開關(guān)仍保持原狀，發(fā)光二極管LED3（紅色）不亮；反之，當(dāng)V2<V3，表明此時的Vi<X，6腳輸出高電平，繼電器的常開開關(guān)閉合、常閉開關(guān)打開，發(fā)光二極管LE

30、D3發(fā)出紅色的光，從而提示蓄電池的電壓已低于設(shè)定值，也標(biāo)志著電路正在進(jìn)行防過放電保護(hù)。</p><p><b>　　3.1.3傳感電路</b></p><p>　　要對白天時在警示板設(shè)置的路段中通過的車輛進(jìn)行計數(shù)，車輛為非電量，計數(shù)需由電路來實現(xiàn)，為電量，因此需要一個將非電量轉(zhuǎn)化為電量的裝置，此裝置即為傳感器。</p><p>　　方案一：采用

31、熱釋電紅外傳感器</p><p>　　熱釋電紅外傳感器是一種能檢測人體發(fā)射的紅外線并轉(zhuǎn)換成輸出電信號的傳感器，利用它可組成防入侵報警器或各種自動化節(jié)能裝置。其中敏感元件的輸出電壓極其微弱，而輸出阻抗極高，故在傳感器內(nèi)部由偏置厚膜電阻（RS)及場效應(yīng)管構(gòu)成變換阻抗及放大信號電路。熱釋電紅外傳感器在配用菲涅爾透鏡后，靈敏度大幅提高，檢測距離可由2m增加到12m左右，目前正廣泛運(yùn)用于自動照明、電動門、自動消防水龍頭等領(lǐng)

32、域。</p><p>　　我們可以通過用熱釋電紅外傳感器對車中人體紅外線的測量，并將其轉(zhuǎn)化為電量，進(jìn)而對經(jīng)過的車輛進(jìn)行計數(shù)，從而達(dá)到計數(shù)的效果。</p><p>　　方案二：采用反射式光電傳感器</p><p>　　采用反射式光電開關(guān)傳感器之一——槽型開關(guān)ST178，采用高發(fā)射功率紅外光電二極管和高靈敏度光電晶體管組成，以相對的方向裝在中間帶槽的支架上。當(dāng)槽內(nèi)無物體

33、時，砷化鎵發(fā)光管發(fā)出的光直接照在硅光敏三極管的窗口上，從而產(chǎn)生一定大的電流輸出，光敏管無輸出，以此可識別物體的有無。適用于光電控制、光電計量等電路中，可檢測物體的有無、運(yùn)動方向、轉(zhuǎn)速等方面。[4] 其外形圖如圖3.3所示：</p><p>　　設(shè)計時的具體電路如圖3.4所示：</p><p>　　圖中的NPN型三極管的功能是能將ST178檢測到的信號轉(zhuǎn)化成相對穩(wěn)定的方波從Vo輸出

34、，送給單片機(jī)的某一個引腳進(jìn)行計數(shù)、顯示。</p><p>　　3.1.4計數(shù)、顯示電路</p><p>　　根據(jù)設(shè)計要求需要對白天時在警示板設(shè)置的路段中通過的車輛進(jìn)行計數(shù)，并用</p><p>　　LED顯示所計的數(shù)值，可采用一英寸的數(shù)碼管進(jìn)行顯示，這部分電路由單片機(jī)控制，但由于其電流不足以顯示，因此需要在2個LED上各加一個PNP型的驅(qū)動三極管， </

35、p><p>　　具體電路圖如圖3.5所示：</p><p><b>　　3.1.5穩(wěn)壓電路</b></p><p>　　本設(shè)計由鉛酸蓄電池作為電路工作電源，其電壓在6.0V左右，而單片機(jī)的工作電壓在+5.0V，因此需對其進(jìn)行穩(wěn)壓。從傳統(tǒng)設(shè)計的角度看，要輸出+5.0V的電壓，可通過固定式三端集成穩(wěn)壓電源7805來實現(xiàn)。考慮到7805只有在輸入與輸出電

36、壓差大于1.2V左右時，才能對輸入進(jìn)行穩(wěn)壓，即只有當(dāng)Vi＞1.2V時，才能較好地使Vo=5.0V，此時要求電池的輸出為6.2V左右，可所用的為6.0V左右的蓄電池，因此還需在7805前再加一個DC—DC變換器將電池兩端的電壓值進(jìn)行升壓。[5]</p><p>　　DC—DC變換器控制電路的核心元件是MC34063 ,它是一種單片雙極型線性集成電路,專用于直流—直流變換器控制部分,片內(nèi)包含有溫度補(bǔ)償帶隙基準(zhǔn)源、一個

37、占空比可控的振蕩器和大電流輸出開關(guān),能輸出1.5 A的開關(guān)電流。它使用最少的外接元件能夠構(gòu)成開關(guān)式升壓變換器、降壓變換器和反向器。</p><p>　　MC34063 的封裝形式為塑封雙列8 引線直插式,內(nèi)部電路原理框圖如圖3.6所示：</p><p>　　3.1.6 A/D轉(zhuǎn)換電路</p><p>　　為了實現(xiàn)單片機(jī)的控制，必須將硬件電路中的模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號

38、才能處理，本設(shè)計中ADC0809對兩個光敏二極管的電壓值、太陽能電池板兩端的電壓值進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，將數(shù)字信息送入單片機(jī)通過程序?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)的功能。[6]ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換的公式如下：</p><p>　　Vi*255/Vref=Vo （1）</p><p>　　其中：Vi為輸入的模擬信號；</p><p>　　Vre

39、f為基準(zhǔn)電壓，可取+5V；</p><p>　　Vo為輸出的數(shù)字信號。</p><p>　　3.1.7太陽能光伏板自動跟蹤控制系統(tǒng)</p><p>　　①．設(shè)計目的：提高太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。</p><p>　?、冢O(shè)計方法：光敏電阻光強(qiáng)比較與精確數(shù)據(jù)處理相結(jié)合。</p><p><b>　?、郏O(shè)計方案及

40、原理</b></p><p><b>　　方案一：定時法</b></p><p>　　根據(jù)太陽在天空中每分鐘的運(yùn)動角度,計算出太陽能電池板每分鐘應(yīng)轉(zhuǎn)動的角度,從而確定出電動機(jī)的轉(zhuǎn)速,使得電池板根據(jù)太陽的位置而相應(yīng)變動。這種方法優(yōu)點(diǎn)是電路簡單,但由于不同季節(jié)日出日落的時間不同,會降低該系統(tǒng)調(diào)整的精確度。</p><p><b&g

41、t;　　方案二：坐標(biāo)法</b></p><p>　　將3個光敏三極管放置在不同的朝向,一個豎直朝向天空,一個朝向正東方,另一個朝向正西方, 太陽從不同角度照射到3個光敏管的光強(qiáng)不同,它們產(chǎn)生的光電流強(qiáng)度不同。太陽光方向與正東方的夾角θ與光強(qiáng)(或光電流)的關(guān)系會發(fā)生變化。依據(jù)θ值調(diào)整太陽能電池板的角度,使得太陽能電池板一直朝向太陽的方向。其優(yōu)點(diǎn)在于調(diào)整精確度較高,但實現(xiàn)電路過于復(fù)雜。</p>

42、<p>　　方案三：太陽能電池板光強(qiáng)比較法</p><p>　　把兩塊完全相同的太陽能電池板按照一定的角度連接成“人”字型,它們既用作光電轉(zhuǎn)化的電池,也起光敏器件的作用。太陽光垂直照射地面時,兩塊電池板上得到的太陽光的能流密度完全相等,產(chǎn)生的光電流大小相等,此時控制它們方位的電動機(jī)不工作。入射太陽光與地面的夾角改變時,如果甲電池板得到太陽光的能流密度大于乙得到的能流密度,則甲電池板產(chǎn)生的光電流強(qiáng)度就

43、大于乙電池板的光電流強(qiáng)度,利用這一信號驅(qū)動電動機(jī)轉(zhuǎn)動,使得電池板與太陽光的夾角同光垂直于地面時完全相同。其優(yōu)點(diǎn)為調(diào)節(jié)較為精確,電路也比較簡單,但兩個電池板之間的夾角始終存在,永遠(yuǎn)無法達(dá)到真正意義上的垂直。</p><p>　　方案四：光敏電阻光強(qiáng)比較法</p><p>　　利用光敏電阻在光照時阻值發(fā)生變化的原理,將兩個完全相同的光敏電阻分別放置于一塊電池板東西方向邊沿處的下方。如果太陽光垂

44、直照射太陽能電池板時,兩個光敏電阻接收到的光照強(qiáng)度相同,所以它們的阻值完全相等,此時電動機(jī)不轉(zhuǎn)動。當(dāng)太陽光方向與電池板垂直方向有夾角時,接收光強(qiáng)多的光敏電阻阻值減小,驅(qū)動電動機(jī)轉(zhuǎn)動,直至兩個光敏電阻上的光照強(qiáng)度相同。其優(yōu)點(diǎn)在于控制較精確,且電路也比較容易實現(xiàn)。</p><p>　　對4種設(shè)計方案進(jìn)行了對比篩選后認(rèn)為：定時法電路簡單，但由于季節(jié)的影響,系統(tǒng)的控制精度較差;坐標(biāo)法控制精度較高,但控制電路復(fù)雜;光強(qiáng)比較

45、法使系統(tǒng)的太陽能利用率不能達(dá)到最佳;光敏電阻比較法電路實現(xiàn)最簡單,對太陽能的利用率最大。對光敏電阻比較法進(jìn)行了構(gòu)建,經(jīng)分析調(diào)試,把構(gòu)建的電路放在各種環(huán)境下進(jìn)行測試,結(jié)果表明環(huán)境亮度不影響電路的準(zhǔn)確控制,達(dá)到預(yù)期的性能指標(biāo),且運(yùn)行可靠?？傊?本設(shè)計方案適宜于太陽能電池的實際應(yīng)用,易于推廣,為提高太陽光的利用率提供了重要的依據(jù)。</p><p>　?、埽娐吩砼c電路實現(xiàn)</p><p>　　

46、太陽能集能器自動跟蹤裝置采用了光電自動控制的原理與技術(shù)。當(dāng)信號探測器接收到太陽光線發(fā)生偏轉(zhuǎn)的信號后，傳給電子自動控制電路&通過模數(shù)轉(zhuǎn)換對信號進(jìn)行分析，給出指令，電機(jī)通過減速機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動集能器，使其精確地對準(zhǔn)太陽，從而實現(xiàn)了對太陽方位角和太陽高度角的二維自動跟蹤，大大地提高了太陽能利用率。</p><p>　　基于以上原理選擇控制精度高和電路易于實現(xiàn)的光敏電阻光強(qiáng)比較法（方案四）為最終方案,其實現(xiàn)電路的原理框圖

47、如圖3.7所示：</p><p>　　A．信號采集部分用光敏電阻實現(xiàn)信號采集的電路原理，電路的輸出信號只與照射在兩個光敏電阻上光強(qiáng)的相對值有關(guān),不受外界環(huán)境的影響,增加了裝置的抗干擾能力。</p><p>　　B．?dāng)?shù)據(jù)處理部分通過編程來實現(xiàn)，可根據(jù)設(shè)計要求來編寫所需的程序，對數(shù)據(jù)作相應(yīng)的處理，提高執(zhí)行的速度與效率。</p><p>　　C．CPU控制部分利用單片機(jī)的

48、程序要求直接、有效地控制硬件電路，使他們具備相應(yīng)的功能或?qū)崿F(xiàn)具體的操作。</p><p>　　D．減速直流電機(jī)根據(jù)接受到的指令進(jìn)行左右旋轉(zhuǎn)，是太陽能光伏板在白天始終跟著太陽，實現(xiàn)對太陽的跟蹤。</p><p><b>　　3.2系統(tǒng)軟件設(shè)計</b></p><p><b>　　3.2.1晝夜判別</b></p>

49、<p>　　警示板的顯示又分為白天顯示與晚上顯示，各自的要求截然不同，因此晝夜的判斷就顯得異常關(guān)鍵，應(yīng)將其設(shè)置為主程序。當(dāng)單片機(jī)識別出為白天則執(zhí)行白天的一系列子程序，實現(xiàn)要求的功能；當(dāng)其識別出是晚上則執(zhí)行晚上的一系列子程序，也實現(xiàn)要求的功能。[8]其原理框圖如下：</p><p><b>　　圖3.8 原理框圖</b></p><p>　　3.2.2白天

50、時段流程圖</p><p>　　白天時，根據(jù)設(shè)計要求，需實現(xiàn)以下幾個功能：</p><p>　?、伲}沖計數(shù)、計數(shù)值顯示，最大顯示數(shù)為99</p><p><b>　?、冢姵匕甯櫶?lt;/b></p><p><b>　　白天時的子程序：</b></p><p>　　圖3.

51、9 白天時的子程序</p><p>　　3.2.3黑夜時段流程圖</p><p>　　黑夜時，根據(jù)設(shè)計要求，需實現(xiàn)以下幾個功能：</p><p>　　①．警示LED以“日”字形進(jìn)行閃爍</p><p><b>　?、冢姍C(jī)復(fù)位</b></p><p><b>　?、郏浪查g光照</

52、b></p><p>　　圖3.10 黑夜時段流程圖</p><p><b>　　第4章 系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p>　　4.1充電電路部分 </p><p>　　如圖3.1，采用全自動充電裝置，將555集成電路2腳的電壓調(diào)為5.5V，4.7V的蓄電池接入，充電器開始對蓄電池充電，此時3腳輸出電壓6.2V；&

53、lt;/p><p>　　將555集成電路6腳的電壓調(diào)為6.6V，4.7V的蓄電池持續(xù)充電，直到6.6V時，此時3腳輸出電壓為0，停止充電。</p><p>　　由此可實現(xiàn)全自動的充電保護(hù)功能。</p><p>　　4.2放電保護(hù)電路部分</p><p>　　表4.1 放電保護(hù)電路調(diào)試</p><p>　　發(fā)光二極管LED3

54、亮，從而提示蓄電池的電壓已低于設(shè)定值，也標(biāo)志著電路正在進(jìn)行防過放電保護(hù)。</p><p>　　4.3計數(shù)、顯示電路</p><p>　　如圖3.5示，接通光電傳感器與顯示電路及單片機(jī)，顯示00，通過一個物體后，顯示01，來回移動物體，顯示為02，03，04，05等當(dāng)加到99時自動清零。</p><p><b>　　4.4穩(wěn)壓電路</b><

55、/p><p>　　表4.2 穩(wěn)壓電路調(diào)試</p><p>　　4.5太陽能光伏板自動跟蹤控制系統(tǒng)</p><p>　　寫入跟蹤程序，連接好AD、單片機(jī)、傳感器、放有太陽能電板等，寫入跟蹤程序，以東西方向為橫坐標(biāo)，以上下為縱坐標(biāo)，用臺燈模擬太陽分別以0，15，30，45，60，75，90，105，120，135，150，165，180轉(zhuǎn)動，測得的電池板的角度如表4.3：&

56、lt;/p><p>　　表4.3 電池板對應(yīng)的角度</p><p>　　由上表數(shù)據(jù)可確定該系統(tǒng)基本實現(xiàn)了跟蹤的功能。</p><p>　　4.6總系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)試</p><p>　　用日光燈照射時，顯示00，通過物體時加1，當(dāng)計數(shù)到99時清零，隔離光線后，電池板轉(zhuǎn)到最東側(cè)并停止不動，一個數(shù)碼管開始以日字閃爍顯示，（為省電只用一個數(shù)碼管），用臺燈的快

57、速開關(guān)模擬閃電，電池板不動，仍舊以日字閃爍顯示，再次開日光燈后，顯示00，并以0，15，30，45，60，75，90，105，120，135，150，165，180的角度轉(zhuǎn)動</p><p>　　表4.4 測得的角度數(shù)據(jù)</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　本系統(tǒng)的設(shè)計使太陽能LED交通警示板能夠全自動跟蹤太陽，從而

58、能夠最大限度的將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，通過蓄電池的貯能保證了警示板夜間的正常工作，或者可以為其他電器設(shè)備供電；同時我還設(shè)計了充放電保護(hù)電路，延長了蓄電池的使用壽命，減小了故障發(fā)生的概率，為電路的實際應(yīng)用做好了準(zhǔn)備；通過對來往車輛的計數(shù)可以準(zhǔn)確的把握路段的交通狀況，為疏導(dǎo)交通配合整頓交通秩序提供了依據(jù)。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　時間如

59、梭，轉(zhuǎn)眼畢業(yè)在即?；叵朐诖髮W(xué)求學(xué)的四年，心中充滿無限感激和留戀之情。感謝母校為我們提供的良好學(xué)習(xí)環(huán)境，使我們能夠在此專心學(xué)習(xí)，陶冶情操。謹(jǐn)向我的論文指導(dǎo)老師致以最誠摯的謝意！母校老師不僅在學(xué)業(yè)上言傳身教，而且以其高尚的品格給我以情操上的熏陶。本文的寫作是得益于**老師的悉心指點(diǎn)，從論文的選題到體系的安排，從觀點(diǎn)推敲到字句斟酌，無不凝聚著她的心血。滴水之恩，當(dāng)以涌泉相報，師恩重于山，師恩難報。我只有在今后的學(xué)習(xí)、工作中，以鍥而不舍的精神，

60、努力做出點(diǎn)成績，以謝恩師。我必須感謝我的父母，焉得諼草，言樹之背，養(yǎng)育之恩，無以回報。作為他們的孩子，我秉承了他們樸實、堅韌的性格，也因此我有足夠的信心和能力戰(zhàn)勝前進(jìn)路上的艱難險阻；也因為他們的日夜辛勞，我才有機(jī)會如愿完成自己的大學(xué)學(xué)業(yè)，進(jìn)而取得進(jìn)一步發(fā)展的機(jī)會。最后，我必須感謝我的朋友，正是因為他們在電腦技術(shù)上的無私指引，我才能得以順利完成該論文。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b&g

61、t;</p><p>　　[1]王偉都 .中國材料科技與設(shè)備 [J]2007年4期：25～27</p><p>　　[2] 王建華，吳季平 . 太陽能應(yīng)用研究進(jìn)展.水電能源科學(xué) [J]2007年4期：26～28</p><p>　　[3] 唐敏，任奇 . 一種太陽能電池最大功率點(diǎn)跟蹤的算法研究.通信電源技術(shù)[J]2007年4期：18～20</p>

62、<p>　　[4] 姚層林 . 《我國智能交通控制系統(tǒng)的未來模式》 [J]交通科技與經(jīng)濟(jì)，2007（9）：95-96</p><p>　　[5] 張永瑞 .《電子測量技術(shù)》 西安電子科技大學(xué)出版社2009</p><p>　　[6] 羅運(yùn)俊，王長貴等 . 家用太陽能光伏電源系統(tǒng).北京:化學(xué)工</p><p>　　[7] 楊德仁 .《太陽電池材料》

63、 化學(xué)工業(yè)出版社</p><p>　　[8] 徐曼珍 .《新型蓄電池原理及應(yīng)用》 人民郵電出版社</p><p>　　[9] 楊學(xué)昭 .《單片機(jī)原理接口技術(shù)及應(yīng)用》 西安電子科技大學(xué)</p><p>　　[10] 秦鳴峰 .《蓄電池的使用與維護(hù)》 第二版 化學(xué)工業(yè)出版社</p><p>　　[11] 楊學(xué)昭 .《單片機(jī)原理接口技術(shù)及應(yīng)

64、用》 西安電子科技大學(xué)</p><p>　　[12] 楊德仁 .《太陽電池材料》 化學(xué)工業(yè)出版社</p><p><b>　　附 錄</b></p><p><b>　　附錄A.具體程序</b></p><p>　　#include <stdio.h></p><

65、p>　　#include <reg51.h> </p><p>　　#include <absacc.h> //絕對地址訪問庫</p><p>　　#include <math.h> </p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p&g

66、t;　　#define uint unsigned int</p><p>　　#define ulong unsigned long</p><p>　　#define ch0 XBYTE[0x7FF8] </p><p>　　#define ch1 XBYTE[0x7FF9]</p><p>　　#define ch2 XBYTE[0x

67、7FFA]</p><p>　　sbit ledL=P1^3; //定義字位低</p><p>　　sbit ledH=P1^4;//定義字位高</p><p>　　sbit EOC=P1^2;//定義字位高</p><p>　　sbit motor1=P1^0;//電機(jī)啟動<

68、/p><p>　　sbit motor2=P1^1;//正反轉(zhuǎn)</p><p>　　sbit east=P3^2;</p><p>　　sbit west=P3^3;</p><p>　　uchar adbuffer;//</p><p>　　uchar ch1buf;</p><p>　

69、　uchar ch2buf;</p><p>　　uchar absolute;</p><p>　　int num;//計數(shù) </p><p>　　uchar buffer[2];//定義顯示緩沖區(qū)</p><p>　　uchar reg;</p><p>　　uchar code TABLE1[

70、]={0xc0,0xF9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};//字形</p><p>　　/********************</p><p>　　延時函數(shù), 延時單位1ms</p><p>　　*********************/</p><p>　　void delay(in

71、t MS)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　int us,usn;</p><p>　　while(MS!=0)</p><p><b>　　{ </b></p><p><b>　　usn = 2;</b></p>

72、;<p>　　while(usn!=0)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　us=0xf0;</b></p><p>　　while (us!=0){us--;};</p><p><b>　　usn--;</b></p&g

73、t;<p><b>　　}</b></p><p><b>　　MS--;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/****************************

74、***************</p><p>　　16進(jìn)制轉(zhuǎn)換成BCD碼，</p><p><b>　　參數(shù)：16進(jìn)制數(shù)</b></p><p>　　返回值：重量信號數(shù)組weight</p><p>　　*******************************************/</p>&

75、lt;p>　　uchar HEX_TO_BCD(uchar temp1)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uint div;</b></p><p><b>　　uchar i;</b></p><p><b>　　div=1

76、0;</b></p><p>　　for(i=0;i<2;i++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　buffer[2-i-1]=temp1/div;</p><p>　　temp1%=div;</p><p><b>　　div/=10;&l

77、t;/b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　return buffer;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*****************</p><p>　　定時器T0初始化:計數(shù) </p>&

78、lt;p>　　*****************/</p><p>　　void Timer0_Init() </p><p><b>　　{</b></p><p>　　TMOD=0x06; //16位定時器</p><p>　　TR0=1; //

79、啟動定時</p><p>　　ET0=1; //允許中斷</p><p><b>　　TH0=0x00;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void main()</p><p><b>　　{<

80、/b></p><p><b>　　motor1=0;</b></p><p><b>　　west=1;</b></p><p><b>　　east=1;</b></p><p><b>　　/*day=1;</b></p>&l

81、t;p><b>　　night=1;</b></p><p>　　dstop=1;//電機(jī)</p><p>　　nstop=1;</p><p><b>　　*/</b></p><p>　　PCON=0x10;</p><p>　　motor1=0;

82、//禁止啟動</p><p>　　num=1000;</p><p><b>　　EOC=1;</b></p><p>　　Timer0_Init();</p><p>　　buffer[0]=0xff;</p><p>　　buffer[1]=0xff;</p><

83、p>　　ch1buf=0x00;</p><p>　　ch2buf=0x00;</p><p>　　//inter();</p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　ch0=0x00;//啟

84、動</p><p><b>　　delay(1);</b></p><p>　　if(EOC==0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　adbuffer=ch0;</p><p><b>　　}</b></

85、p><p>　　if(adbuffer>=0xcc)//白天</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　reg=TL0;</b></p><p>　　if (reg>=0x63)</p><p><b>　　{</b>

86、;</p><p>　　TL0=0x00;</p><p>　　}//計數(shù)歸零</p><p>　　HEX_TO_BCD(reg);</p><p><b>　　ledL=0;</b></p><p>　　P2=TABLE1[buffer[0]];</p><p

87、><b>　　delay(1);</b></p><p><b>　　ledL=1;</b></p><p><b>　　ledH=0;</b></p><p>　　P2=TABLE1[buffer[1]];</p><p><b>　　delay(1);<

88、;/b></p><p><b>　　ledH=1;</b></p><p>　　ch1=0x00;//ch1啟動</p><p><b>　　delay(1);</b></p><p>　　if(EOC==0)</p><p><b>

89、　　{</b></p><p>　　ch1buf=ch1;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　ch2=0x00;//ch1啟動</p><p><b>　　delay(1);</b></p><p>　　if(EOC==0

90、)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　ch2buf=ch2;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　absolute=abs(ch1buf-ch2buf);</p><p>　　if (absolute>=0x0

91、6)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if (ch1buf>=ch2buf)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　motor2=1;//向右轉(zhuǎn) </p><p>　　//motor1=1;//啟動

92、</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　motor2=0;//向左轉(zhuǎn) </p><p>　　//motor1=1;//啟動

93、</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if (((motor2==0)&&(east==0))||((motor2==1)&&(west==0)))</p><p><b>　　{</b></p><p>　　motor1=0;</p

94、><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p>　　motor1=1;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else </b></p>&l

95、t;p><b>　　{</b></p><p><b>　　motor1=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　} </b></p><p>　　else//黑夜 </p><p&

96、gt;<b>　　{ </b></p><p><b>　　motor2=0;</b></p><p>　　if (east==0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　motor1=0;</p><p><b>　　

97、}</b></p><p><b>　　else</b></p><p>　　//motor2=0;</p><p><b>　　motor1=1;</b></p><p>　　TL0=0x00;//黑夜中，計數(shù)清零</p><p>　　switch(num)

98、//消除干擾</p><p><b>　　{</b></p><p>　　case 0:break;</p><p><b>　　default:</b></p><p>　　ch0=0x00;//啟動</p><p><b>　　delay(

99、1);</b></p><p>　　if(EOC==0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　adbuffer=ch0;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if (reg>=0x63)</p&

100、gt;<p><b>　　{</b></p><p>　　num=num-1;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　else num=1000;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　P

101、2=0x00;//閃爍</p><p><b>　　ledL=0;</b></p><p><b>　　ledH=1;</b></p><p>　　delay(250);</p><p><b>　　ledL=1;</b></p><p><

102、b>　　P2=0xff;</b></p><p><b>　　ledH=0;</b></p><p>　　delay(250);</p><p><b>　　ledH=1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>