【太陽能路燈系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)8500字（論文）】

太陽能路燈系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-2"\h\z\u1.緒論 11.1課題研究的背景與意義 11.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 11.3課題主要研究內(nèi)容 31.4本章小結(jié) 42太陽能路燈系統(tǒng)基本理論 52.2太陽能充放電機(jī)理 53.硬件電路設(shè)計(jì) 63.2單片機(jī)最小系統(tǒng)電路 73.3光敏模塊 83.4紅外傳感器模塊 93.5萬年歷模塊 103.6LCD1602顯示模塊 113.7照明負(fù)載模塊 123.8本章小結(jié) 134.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與系統(tǒng)仿真測試 144.1軟件系統(tǒng)總體流程圖 144.2系統(tǒng)控制模塊 154.3萬年歷模塊 214.4本章小結(jié) 235.總結(jié)與展望 24參考文獻(xiàn) 251.緒論1.1課題研究的背景與意義當(dāng)今時(shí)代人們對(duì)于可再生資源一直在進(jìn)行不斷的研究，經(jīng)過調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)太陽，風(fēng)，核等都為可再生能源，在目前地球氣候變暖對(duì)于環(huán)境問題造成了不可估量的傷害，人們?cè)絹碓揭庾R(shí)到太陽能資源的重要性。在本世紀(jì)初，人們就對(duì)石油的使用年限做出了估計(jì)，預(yù)計(jì)剩余的化石能源中煤炭還夠人類使用227年，天然氣還夠人類使用61年，而石油僅夠人類使用不到40年的時(shí)間[1]，隨著這些資源的不斷消耗以及人們?cè)絹碓秸J(rèn)識(shí)到環(huán)境污染對(duì)于生活產(chǎn)生的后果非常嚴(yán)重，所以人們對(duì)于可再生資源和環(huán)保節(jié)能兩個(gè)板塊愈加重視。目前人類對(duì)于太陽能能源的實(shí)際適用情況已經(jīng)有了非常多的了解，這對(duì)于人類的環(huán)境有著非常重要的意義，同時(shí)太陽能能源的使用也是在未來時(shí)代發(fā)展中的必然趨勢。路燈是目前最為常見的能源消耗的一個(gè)方面，同時(shí)對(duì)人類的生活中也有著不可或缺的作用。太陽能路燈在使用的過程中將太陽能光伏發(fā)電和常見的固態(tài)照明這兩種不同的技術(shù)進(jìn)行了研究，對(duì)能源及光源進(jìn)行了融合。原有的路燈和太陽能路燈相對(duì)比，需要使用一定的電線和相關(guān)的配電處理，同時(shí)人工成本和其他方面的各項(xiàng)資金成本投入都比較高，后期還需要人員進(jìn)行維護(hù)，而太陽能路燈只需要一次性資金投入接下來就可以有源源不斷的能動(dòng)系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。本篇論文也是對(duì)于單片機(jī)能夠?qū)μ柲苈窡魩淼暮每萍贾悄芄芾磉M(jìn)行探究，對(duì)于現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展具有非常實(shí)質(zhì)性的作用。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1839年，法國粒子物理學(xué)教授貝克勒爾首次提出光伏燃料電池具有熱效應(yīng)，在1954年，這一理論被美國三位科學(xué)家進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行證實(shí)，成功研究出了單晶硅材料的太陽能光伏燃料電池[2]。在本世紀(jì)，關(guān)于太陽能的作用有了更多的研究和發(fā)展，這也帶動(dòng)了更多和太陽能相關(guān)的光伏產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展。各種不同款式，不同功能的路燈節(jié)能控制器也隨著現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展在不斷的進(jìn)行研究和改造。美國，歐洲和日本等發(fā)達(dá)國家主要是將節(jié)能控制法網(wǎng)更加緊湊，更加穩(wěn)定的方面進(jìn)行探索。而我們國家雖然目前在市面上已經(jīng)可以見到非常多種型號(hào)的路燈節(jié)能控制器具有緊湊的功能，但是實(shí)際節(jié)能的作用發(fā)揮的并不是很好，功能也不夠全面。目前為了促使路燈能夠通過智能化控制更好地達(dá)到節(jié)能的效果。無論是我們國家還是海外其他國家都已經(jīng)開始對(duì)路燈的智能控制方式進(jìn)行研究，并有了一系列的研究成果，比如現(xiàn)在對(duì)太陽能路燈實(shí)際運(yùn)用中的聲音控制，時(shí)間控制和廣告控制等等，有著國家對(duì)路燈的研究已經(jīng)到了可以通過系統(tǒng)進(jìn)行光感控制，同時(shí)還具備一定的發(fā)電功能，對(duì)路燈的控制基本上可以不用太多關(guān)注，路燈完全可以自給自足。我們國家對(duì)于太陽能路燈的研究開始的時(shí)間和其他國家相比要晚一些，目前，我國所研究出來的控制器還只能對(duì)蓄電池的充電以及放電的過程進(jìn)行管理和控制，但是對(duì)于其他方面，比如說充電的效率和蓄電池的性能是否可靠等等方面還有許多不足之處。隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，我國對(duì)于太陽能路燈的研究和制造也有著突飛猛進(jìn)的發(fā)展，這也促使我國太陽能路燈相關(guān)的產(chǎn)業(yè)帶蓬勃發(fā)展，有了更多的企業(yè)開始制造太陽能路燈，這對(duì)于我國太陽能路燈的行業(yè)發(fā)展有著非常積極的促進(jìn)作用，同時(shí)使得這個(gè)新興行業(yè)有了更進(jìn)一步的發(fā)展[3]。1.3課題主要研究內(nèi)容1.3.1研究內(nèi)容本次設(shè)計(jì)主要的任務(wù)是？想要達(dá)到怎樣的目標(biāo)？筆者主要通過一個(gè)單片機(jī)作為智能控制的系統(tǒng)對(duì)太陽能路燈的系統(tǒng)進(jìn)行研究，其中單片機(jī)型號(hào)為AT89C51，使用該單片機(jī)作為控制器的系統(tǒng)對(duì)太陽能路燈進(jìn)行定時(shí)開啟和關(guān)閉，同時(shí)通過光敏傳感對(duì)于周圍的光線亮度進(jìn)行檢測，并對(duì)是否有行人路過采用人體紅外檢測的裝置。早上五點(diǎn)到下午六點(diǎn)之間使用定時(shí)控制系統(tǒng)對(duì)太陽能路燈進(jìn)行關(guān)閉，如果遇到天氣不好的情況，則通過光感傳感系統(tǒng)控制太陽能路燈根據(jù)光線程度開關(guān)。下午六點(diǎn)之后到凌晨零點(diǎn)通過太陽能路燈的時(shí)間控制系統(tǒng)保持開啟。在凌晨零點(diǎn)之后，則通過人體紅外傳感器進(jìn)行控制，如果有人經(jīng)過則自動(dòng)開啟幾分鐘，如果沒有人就自動(dòng)關(guān)閉，以此減少對(duì)能源的消耗。1.3.2論文章節(jié)的安排本篇論文第一章主要是對(duì)本課題的研究內(nèi)容及意義進(jìn)行說明，同時(shí)對(duì)于目前太陽能路燈在不同國家的研究成果進(jìn)行了深入了解和研究。根據(jù)太陽能路燈的實(shí)際發(fā)展情況和對(duì)課程的提綱進(jìn)行整理，并設(shè)計(jì)課題主要研究內(nèi)容，對(duì)于論文的章節(jié)安排進(jìn)行結(jié)構(gòu)整理。本篇論文第二章內(nèi)容則是對(duì)于太陽能路燈的系統(tǒng)做出介紹，同時(shí)刪除了太陽能充放電機(jī)的內(nèi)容。本篇論文第三章主要是對(duì)于太陽能系統(tǒng)的硬件電路情況進(jìn)行系統(tǒng)化設(shè)計(jì)，同時(shí)介紹其設(shè)計(jì)原理。本篇論文第四章主要是對(duì)于太陽能系統(tǒng)的軟件部分進(jìn)行整理，對(duì)軟件系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并根據(jù)其需要設(shè)計(jì)的內(nèi)容對(duì)程序進(jìn)行編寫，同時(shí)對(duì)軟硬件兩個(gè)部分的情況進(jìn)行調(diào)試，并得到相應(yīng)結(jié)果。1.4本章小結(jié)本章節(jié)主要對(duì)太陽能路燈的背景情況進(jìn)行了概述，同時(shí)對(duì)目前國際各個(gè)國家對(duì)太陽能路燈板塊的研究情況和發(fā)展近況深入了解，并概述了該系統(tǒng)的制作主要為太陽能路燈控制系統(tǒng)帶來哪些方面的改善做出解答，同時(shí)對(duì)本篇論文的內(nèi)容做出了介紹。2太陽能路燈系統(tǒng)基本理論2.1太陽能路燈系統(tǒng)概述從太陽能路燈的電路功能方面進(jìn)行區(qū)分，可以將太陽能路燈電路分為AT89C51單片機(jī)、電池板、蓄電池、傳感控制和照明負(fù)荷及時(shí)間顯示這幾個(gè)方面。它們之間的順序是單片機(jī)由蓄電池進(jìn)行電能的提供，而蓄電池則是由電池板進(jìn)行充電。也就是說，蓄電池的電壓越低，損耗也就越大，使用壽命越短。所以為了將蓄電池的使用壽命進(jìn)行延長，首先對(duì)蓄電池的充電和放電過程需要進(jìn)行把控，要有節(jié)制的充放電。而向LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電路進(jìn)行供電的則是蓄電池，同時(shí)能夠?qū)ED燈的開關(guān)進(jìn)行控制的是太陽能控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。2.2太陽能充放電機(jī)理太陽能路燈首先通過白天在太陽能板中吸收的自然的太陽光線產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為電能并在蓄電池中進(jìn)行存儲(chǔ)，即將太陽能轉(zhuǎn)化為電能自動(dòng)為蓄電池進(jìn)行充電的流程，到了晚上太陽能路燈控制系統(tǒng)移動(dòng)設(shè)計(jì)的時(shí)間，由蓄電池對(duì)太陽燈路燈進(jìn)行放電和供電，使太陽能路燈自動(dòng)開啟照明功能，到了系統(tǒng)設(shè)定的太陽能路燈關(guān)閉時(shí)間后，路燈就會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。這也是太陽能路燈的控制系統(tǒng)在發(fā)揮作用。蓄電池的重要作用就是儲(chǔ)存太陽能板所吸收的太陽能向電能進(jìn)行轉(zhuǎn)化，并在夜晚對(duì)太陽能路燈完成自動(dòng)放電，促使太陽能路燈正常運(yùn)作，同時(shí)將未完全消耗的電能進(jìn)行儲(chǔ)存，保障太陽能路燈在陰雨天氣的情況下也能夠自動(dòng)照明使用。

3.硬件電路設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)LED載荷以及單片機(jī)和控制器主要是由蓄電池對(duì)其進(jìn)行充電和放電，而蓄電池的電能主要是通過太陽能電池板對(duì)太陽能的吸收轉(zhuǎn)化以及存儲(chǔ)完成充電，從而將太陽能轉(zhuǎn)化為光能和電能。通過AT89C51芯片作為整個(gè)控制系統(tǒng)的核心內(nèi)容，因?yàn)閱纹瑱C(jī)可以對(duì)光線明暗程度，人體紅外進(jìn)行采集檢測和處理，從而對(duì)時(shí)間起到控制的作用，所以它的控制系統(tǒng)也是系統(tǒng)設(shè)計(jì)中最核心的內(nèi)容。通過對(duì)周邊路過人群的紅外傳感信號(hào)進(jìn)行采集，包括附近光線明暗程度進(jìn)行采集，并通過硬件的電路將其輸送至單片機(jī)系統(tǒng)，并由單片機(jī)系統(tǒng)對(duì)所搜集的信息進(jìn)行處理，從而對(duì)太陽能路燈的照明進(jìn)行控制。同時(shí)該單片機(jī)對(duì)LCD1602液晶屏的顯示增加了時(shí)間的顯示和調(diào)整功能。方案圖如下所示：圖3-1太陽能路燈系統(tǒng)總體框圖3.2單片機(jī)最小系統(tǒng)電路3.2.1晶振電路晶振對(duì)于單片機(jī)系統(tǒng)中有著非常重要的作用。它不僅僅在震動(dòng)的同時(shí)可以和單片機(jī)內(nèi)部的電路震動(dòng)進(jìn)行相結(jié)合從而和單片機(jī)運(yùn)作過程中的震動(dòng)頻率達(dá)成一致，而且晶振在運(yùn)作的過程中可以通過對(duì)時(shí)鐘振動(dòng)的頻率來影響單片機(jī)運(yùn)作的速度。與此同時(shí)，單片機(jī)在進(jìn)行指令的執(zhí)行過程中，都需要根據(jù)單片機(jī)的晶振提供的時(shí)間作為基礎(chǔ)來進(jìn)行計(jì)時(shí)[7]。晶振的運(yùn)作周期也和單片機(jī)中計(jì)數(shù)器的功能相匹配，通過對(duì)該單片機(jī)運(yùn)作周期的研究不難發(fā)現(xiàn)，可以直接通過晶振的頻率和時(shí)間來計(jì)算出每一次計(jì)數(shù)需要的時(shí)間，以此實(shí)現(xiàn)使用單片機(jī)進(jìn)行計(jì)時(shí)的作用。同時(shí)在計(jì)時(shí)過程中每過一秒，都可以通過串口的位置進(jìn)行單片機(jī)計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)的傳輸。其運(yùn)作原理如下圖所示：[8]。圖3-2晶振電路原理圖3.2.2復(fù)位電路單片機(jī)為了能夠讓系統(tǒng)電路處在穩(wěn)定工作的狀態(tài)。特別設(shè)立了復(fù)位功能和置位功能，它能夠?qū)τ谙到y(tǒng)電路在操作的時(shí)候初始化進(jìn)程。一般情況來說，復(fù)位電路最主要的就是在狀態(tài)進(jìn)行完成后進(jìn)行初始化功能以回到最初的狀態(tài)。在單片機(jī)內(nèi)部，在復(fù)位的時(shí)候單片機(jī)可以存儲(chǔ)一部分的內(nèi)容（在單片機(jī)出廠前設(shè)定的數(shù)值范圍之內(nèi)）。在工作狀態(tài)中的時(shí)鐘電路，如果發(fā)生高電平的時(shí)間超出2us，單片機(jī)就需要進(jìn)行復(fù)位處理，這一項(xiàng)操作是通過系統(tǒng)自動(dòng)化得以實(shí)現(xiàn)[9]。復(fù)位電路最主要的作用就是在單片機(jī)運(yùn)作的過程中對(duì)單片機(jī)從外部進(jìn)行聯(lián)系，從而促使單片機(jī)RST復(fù)位引腳與電阻電容相連接，從而實(shí)現(xiàn)復(fù)位的功能。其工作原理如下圖所示：圖3-3復(fù)位電路原理圖自動(dòng)進(jìn)行復(fù)位是復(fù)位電路工作的原理，AT89C51單片機(jī)在實(shí)行復(fù)位工作前，需要將端口保持在高電平以上并超過兩個(gè)周期，才能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)單片機(jī)復(fù)位功能。3.3光敏模塊作為市面上最常見的傳感器，光敏電阻也有很多的分類，比如三極管，三敏光電管，電阻，光敏倍增管，電阻，紫外線型傳感器，光敏電池，紅外線型傳感器，光纖傳感器，色彩傳感器，圖像傳感器等都是光敏電阻的種類。紫外線和紅外線的波長也能夠適應(yīng)光敏傳感器的信號(hào)釋放。它不僅能夠觀察光照，檢驗(yàn)光照，還能夠?qū)庹者M(jìn)行探測并通過探測光的各種原件從而促進(jìn)其他類型傳感器的組成，同時(shí)可以檢測非電量信號(hào)，并進(jìn)行轉(zhuǎn)化成為光學(xué)信號(hào)。同時(shí)目前在世界范圍內(nèi)光敏電阻傳感器也是應(yīng)用范圍最廣，數(shù)量最多的傳感器，它無論是在非電量信號(hào)檢測技術(shù)中還是在自動(dòng)控制技術(shù)中都有著非常顯著的特點(diǎn)和其作用。光敏電阻在光敏檢測過程中作為應(yīng)用器材進(jìn)行使用，由于光敏電阻能夠在不同光線強(qiáng)度下電阻隨之發(fā)生變化的特性，我們可以直接進(jìn)行應(yīng)用并將其進(jìn)行轉(zhuǎn)化，從光的強(qiáng)弱情況轉(zhuǎn)化為電壓的強(qiáng)弱情況，同時(shí)將其和原本設(shè)置的電壓信號(hào)做出對(duì)比然后對(duì)其變化進(jìn)行記錄，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)光照的強(qiáng)弱情況進(jìn)行檢測的功能。其原理圖如下所示：圖3-4光敏模塊原理圖3.4紅外傳感器模塊眾所周知，對(duì)于紅外線的探測可以有熱度探測和光感探測兩種方式。在進(jìn)行紅外線特有的特征可以對(duì)周圍的變化進(jìn)行探測和鎖定，它可以感受到周圍的環(huán)境變化，色彩變化和亮度變化及熱度變化。從而對(duì)出現(xiàn)的目標(biāo)進(jìn)行分析和檢測，目前已經(jīng)在我國科技，工農(nóng)業(yè)和軍事國防中得到了廣泛的作運(yùn)用。一般情況下，對(duì)于模塊的探測都會(huì)選用一種最新研發(fā)的紅外探測儀，它對(duì)于熱感使用的探測元件用到的材質(zhì)為鋯鈦酸鉛陶瓷或其他類似性質(zhì)的材料，將其制作成大小在2平方微米的元件。在一個(gè)紅外探測器中可安裝一到兩個(gè)探測元件，但需要借助串聯(lián)的方式使其相連，避免由于溫度過高而影響元件的正常使用。如果想要增加人體紅外探測儀的探測距離和敏感度，可以采用將菲涅爾透鏡安裝在在人體紅外探測儀上的方式，它能夠?qū)⒎颇鶢柾哥R進(jìn)行等分，或者上下左右等不同組成部分，是由一種透明材料進(jìn)行焊接而成的產(chǎn)品。它能夠?qū)⒓t外信號(hào)進(jìn)行倍速的方法，還能夠?qū)⑵涮綔y距離提升至幾十米的距離。同時(shí)能夠和探測儀的放大鏡進(jìn)行結(jié)合使用。其原理如下所示：圖3-5人體紅外傳感器模塊原理圖3.5萬年歷模塊本次設(shè)計(jì)主要使用時(shí)間復(fù)位，時(shí)間增加，時(shí)間減少等按鍵，還有一個(gè)可以對(duì)時(shí)間的單位：年，月，日，時(shí)，分，秒等進(jìn)行切換等四個(gè)按鍵，其中對(duì)時(shí)間進(jìn)行切換之后再做調(diào)整則需要借助時(shí)間增加和減少的按鍵，從而達(dá)成在顯示器中的時(shí)間進(jìn)行調(diào)整和改變的方式。具體原理如下圖所示：圖3-6按鍵電路原理圖3.6LCD1602顯示模塊液晶顯示器0-7八條數(shù)據(jù)線分別對(duì)應(yīng)著單片機(jī)八個(gè)引腳。在通過單片機(jī)對(duì)液晶顯示屏進(jìn)行控制，發(fā)出指令并顯示相對(duì)應(yīng)的信息。如：在顯示器LCD1602RW的腳上連接著單片機(jī)的P2.6接口，E腳連接著P2.7接口，RS腳則連接著P2.5接口，以此類推，同時(shí)結(jié)合LCD1602液晶顯示對(duì)應(yīng)AT89C51單片機(jī)輸出的指令，并通過該單片機(jī)對(duì)LCD1602液晶顯示屏所顯示的信號(hào)和時(shí)間來進(jìn)行控制的方式。具體顯示圖如下所示：圖3-7顯示模塊電路圖3.7照明負(fù)載模塊能夠控制距離的遠(yuǎn)近和通過紅外控制發(fā)射二極管的電流密切相關(guān)，電流越大，則距離越遠(yuǎn)。電流越小，則距離越近。由于單片機(jī)能夠通過的電流最大僅有20mA，想要完成遠(yuǎn)距離控制遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，所以采取了借用三極管將電流放大。為了能夠正常對(duì)電路進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，我們需要適用低電平的驅(qū)動(dòng)方式，而我們常見的單片機(jī)引腳普遍默認(rèn)高電平驅(qū)動(dòng)方式[10]對(duì)于功率的選擇，我們大多需要采用三極管，同時(shí)也稱為晶體三極管和雙極型晶體管等，它的學(xué)名是半導(dǎo)體三極管，其主要功能就是將比較微小的電流信號(hào)進(jìn)行放大，同時(shí)能在沒有接觸的情況下起到開關(guān)的作用，對(duì)于集成電路中而言也是非常重要的元件之一。它主要是由兩個(gè)PN值非常接近的結(jié)放置在一塊基片上進(jìn)行制作，同時(shí)它能夠?qū)雽?dǎo)體基片進(jìn)行分割，變成三個(gè)部分，其兩側(cè)主要是用來發(fā)射信號(hào)和進(jìn)行集電的作用，而中間則屬于基礎(chǔ)區(qū)，主要有ABA和BAB兩種排列方式，本次研究課題主要選用ABA的排列方式。如下圖所示：圖3-8LED模塊電路圖3.8本章小結(jié)單片機(jī)在進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用當(dāng)中，硬件電路是其系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)作的基礎(chǔ)。是硬件電路的綜合性能。是單片機(jī)系統(tǒng)過程中最難得地方，也是非常重要的組成部分。所以，在學(xué)習(xí)的過程中除了要注重系統(tǒng)設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)對(duì)于硬件電路的設(shè)計(jì)也應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注。本章節(jié)就通過對(duì)硬件部分每個(gè)電路的組成和其作用一一進(jìn)行了分析和講解。

4.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與系統(tǒng)仿真測試4.1軟件系統(tǒng)總體流程圖這個(gè)控制系統(tǒng)能夠?qū)θf年歷的時(shí)間顯示和鍵盤驅(qū)動(dòng)兩個(gè)方面構(gòu)成，它能夠?qū)ED燈的控制起到一定的作用。而能夠?qū)浖M(jìn)行驅(qū)動(dòng)及控制的組成部分主要是時(shí)間的顯示，單片機(jī)的控制程序和對(duì)于LED燈進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制這三個(gè)方面組成。時(shí)間控制和時(shí)間顯示對(duì)電子時(shí)鐘的時(shí)鐘部分有著決定性作用，而單片機(jī)的控制程序也能夠?qū)τ趩纹瑱C(jī)的程序進(jìn)行初始化進(jìn)程和調(diào)試作用，同時(shí)對(duì)于時(shí)間顯示中按鍵也有著控制作用，而紅外傳感器和光敏傳感器則通過控制系統(tǒng)對(duì)LED燈的使用情況有著決定性作用。在軟件開發(fā)和設(shè)計(jì)過程中可以通過對(duì)軟件進(jìn)行混合編程和系統(tǒng)化設(shè)計(jì)得以實(shí)現(xiàn)，KeiluVision5為在驅(qū)動(dòng)控制中的編程軟件，Proteus軟件則是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試和驅(qū)動(dòng)的軟件。具體操作圖如下所示：圖4-1系統(tǒng)流程圖4.2系統(tǒng)控制模塊在系統(tǒng)開發(fā)的過程中需要不斷對(duì)KeiluVision5軟件進(jìn)行調(diào)試和研發(fā)，該軟件可以在電腦原生系統(tǒng)中進(jìn)行安裝并實(shí)施，KeiluVision5軟件作為單片機(jī)調(diào)試和開發(fā)的組成部分，能夠讓用戶對(duì)單片機(jī)的源程序進(jìn)行復(fù)制，超級(jí)，下載和調(diào)試。它主要是作用C語言進(jìn)行修改和調(diào)整，然后再和程序以及硬件之間做出調(diào)整磨合從而得以運(yùn)用。4.2.1程序設(shè)計(jì)單片機(jī)在軟件設(shè)計(jì)的過程中主要由對(duì)時(shí)間進(jìn)行設(shè)定的程序，出廠恢復(fù)程序，按鍵使用程序，讀寫程序，對(duì)于時(shí)間的比較程序和刷新程序及顯示程序等部分組成。只有在系統(tǒng)程序進(jìn)行初始化之后才能夠開啟程序，而在系統(tǒng)原有存儲(chǔ)中需要對(duì)路燈的開關(guān)時(shí)間進(jìn)行調(diào)試，在調(diào)試的過程中需要對(duì)間隔的時(shí)間也進(jìn)行固定的設(shè)定，同時(shí)將路燈開關(guān)時(shí)間和實(shí)際時(shí)間進(jìn)行對(duì)比，其中的對(duì)比時(shí)間可設(shè)為每秒鐘一次，只有在路燈開關(guān)時(shí)間和設(shè)定的時(shí)間相同時(shí)，單片機(jī)才會(huì)發(fā)出控制信號(hào)進(jìn)行控制，從而達(dá)到對(duì)LED燈的驅(qū)動(dòng)。4.2.2仿真平臺(tái)介紹編程軟件采用KeiluVision5庫函數(shù)，把高級(jí)語言翻譯成單片機(jī)能識(shí)別的語言，生成目標(biāo)代碼的效率較高，語句緊湊，容易理解[11]。在調(diào)試的過程中可以采取KeiluVision5軟件和Proteus軟件相結(jié)合的方式對(duì)其軟件程序和硬件電路進(jìn)行調(diào)試，并進(jìn)行真實(shí)模擬，也就是說，可以將Proteus軟件打開單片機(jī)的虛擬系統(tǒng)并進(jìn)行真實(shí)模擬，同時(shí)在軟件系統(tǒng)的調(diào)試和編譯過程中自動(dòng)運(yùn)用KeiluVision5軟件與Proteus軟件進(jìn)行連結(jié)。同時(shí)其虛擬的情況會(huì)根據(jù)模擬的靜態(tài)產(chǎn)生變化，這樣就實(shí)現(xiàn)了通過這兩個(gè)軟件對(duì)于硬件電路進(jìn)行模擬并進(jìn)行運(yùn)用，從而達(dá)到模擬測試的效果，在實(shí)際的運(yùn)用過程中得以實(shí)施。在對(duì)系統(tǒng)的軟件進(jìn)行調(diào)試的過程中可以第一步對(duì)顯示程序進(jìn)行調(diào)試，第二步對(duì)定時(shí)器中停止的數(shù)值進(jìn)行調(diào)試，在顯示屏顯示數(shù)值正確之后，第三步對(duì)時(shí)間及函數(shù)做出調(diào)試，最后則對(duì)其定時(shí)的程序和光敏及紅外程序進(jìn)行調(diào)試，在調(diào)試進(jìn)行到有人紅外探測能夠清晰檢測，光線變化時(shí)光敏能夠清晰感知的時(shí)候，其開關(guān)燈就能夠滿足設(shè)計(jì)的需求了。4.2.3程序代碼voidmain(){Init_LCD();IE=0X87;IP=0X05;IT0=0X01;IT1=0X01;TMOD=0X01;TH0=-50000/256;TL0=-50000%256;TR0=1;while(1){if((DateTime[2]>17)&&(DateTime[2]<25)) { Y_LED1=0; Y_LED2=0; delay_ms(3000); } else { delay_ms(3000); Y_LED1=1; Y_LED2=1; }if(DateTime[2]<5) { if(hongwai==0) { Y_LED1=0; Y_LED2=0; delay_ms(3000); DelayMS(1000); } else { Y_LED1=1; Y_LED2=1; } } if((4<DateTime[2])&&(DateTime[2]<18)){ if(light==0) { Y_LED1=0; Y_LED2=0; delay_ms(3000); delay_ms(3000); } }4.2.4仿真結(jié)果通過KeiluVision5軟件對(duì)調(diào)試內(nèi)容進(jìn)行調(diào)試并設(shè)計(jì)編程程序，從而生成對(duì)應(yīng)代碼文件，通過該文件和單片機(jī)進(jìn)行連接，并對(duì)其進(jìn)行模擬試驗(yàn)得出結(jié)果。如下所示：在完成以上工作流程并得出結(jié)論后，可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試并進(jìn)行以下功能的設(shè)定：下午六點(diǎn)之后到凌晨零點(diǎn)通過太陽能路燈的時(shí)間電路控制系統(tǒng)保持開啟。圖4-2時(shí)鐘電路控制燈下午六點(diǎn)之后到凌晨零點(diǎn)的時(shí)間段，由于太陽能路燈的時(shí)間控制系統(tǒng)提前進(jìn)行了設(shè)置，使得路燈保持照明狀態(tài)。在凌晨零點(diǎn)之后，通過人體紅外傳感器對(duì)路燈進(jìn)行控制，如果有人經(jīng)過則自動(dòng)開啟幾分鐘。如果沒有人就自動(dòng)關(guān)閉，以此減少對(duì)能源的消耗。圖4-3無人經(jīng)過，燈滅在凌晨零點(diǎn)之后，路燈沒有感應(yīng)到有人經(jīng)過，路燈自動(dòng)關(guān)閉。圖4-4有人經(jīng)過，燈亮在凌晨零點(diǎn)之后，通過人體紅外傳感器感應(yīng)到有人經(jīng)過，太陽能路燈則自動(dòng)開啟，并延時(shí)幾分鐘關(guān)閉。早上五點(diǎn)到下午六點(diǎn)之間通過電路控制系統(tǒng)對(duì)太陽能路燈進(jìn)行關(guān)閉，如果遇到天氣不好的情況，則通過光感傳感系統(tǒng)控制太陽能路燈根據(jù)光線程度開關(guān)。圖4-5晴天燈滅早上五點(diǎn)到下午六點(diǎn)之間在天氣比較好陽光充足的情況下時(shí)鐘控制電路發(fā)揮作用，使太陽能路燈進(jìn)入關(guān)閉模式。圖4-6陰天燈亮早上五點(diǎn)到下午六點(diǎn)之間在天氣比較低沉，光線不夠的的情況下時(shí)鐘控制電路發(fā)揮作用，使太陽能路燈進(jìn)入開啟模式，進(jìn)行照明。4.3萬年歷模塊4.3.1程序設(shè)計(jì)時(shí)間控制系統(tǒng)主要是由定時(shí)器對(duì)程序運(yùn)用的時(shí)間進(jìn)行管理，一般情況下設(shè)置為每隔0.1秒停止一次，沒停止一次就會(huì)增加一個(gè)數(shù)值，如果停止的數(shù)值達(dá)到了一定的時(shí)間，也就證明過了一秒鐘，周而復(fù)始，從而判斷每一秒鐘，每一分鐘，每一個(gè)小時(shí)的時(shí)間變化。同時(shí)通過秒鐘的變化對(duì)于一天的時(shí)間進(jìn)行判斷，一個(gè)月，甚至一年的時(shí)間都同樣通過這種方式來進(jìn)行判斷。如果在計(jì)算的過程中數(shù)值達(dá)到了巔峰，也就是一年也會(huì)自動(dòng)復(fù)位，從下一年再次周而復(fù)始的進(jìn)行時(shí)間的計(jì)算。流程原理如下所示。圖4-7程序圖4.3.2仿真結(jié)果時(shí)間的顯示可以精確到公歷的年月日時(shí)分秒圖4-8LCD顯示進(jìn)行調(diào)試之后，顯示屏可以非常準(zhǔn)確的顯示出現(xiàn)在的時(shí)間，并精確到秒，同時(shí)可以對(duì)時(shí)間進(jìn)行相對(duì)的調(diào)整和選擇（有具備該功能的按鍵）。4.4本章小結(jié)本章節(jié)的內(nèi)容主要是對(duì)系統(tǒng)的軟件部分的作用進(jìn)行說明，同時(shí)對(duì)其時(shí)間顯示以及控制部分的程序進(jìn)行了說明。在軟件程序的運(yùn)作中主要采取模塊化設(shè)計(jì)的原理，這使得程序調(diào)試和修正的過程更加簡單，同時(shí)對(duì)課題的調(diào)試結(jié)果做出了說明。

5.總結(jié)與展望隨著目前在市場上太陽能電池的能效越來越好，價(jià)格也在逐漸降低，與此同時(shí)，目前市面上LED燈的價(jià)格也在降低，不過發(fā)光效率卻提升了許多。而且目前現(xiàn)有的不可再生資源，比如石油能源和太陽能能源相比，可用資源越來越少，同時(shí)，如果路燈采用使用能源的話，會(huì)對(duì)我們的生存環(huán)境造成更多的污染，所以目前我們將太陽能路燈更多的作用在我們的生活當(dāng)中，這對(duì)于能源的節(jié)約有非常良性的作用，同時(shí)對(duì)于科學(xué)技術(shù)的探索也有了更加廣闊的前景。筆者本次主要通過太陽能能源對(duì)目前全球環(huán)境能夠起到一定的環(huán)保作用作為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)太陽能路燈控制系統(tǒng)中的人體紅外控制系統(tǒng)和光感控制系統(tǒng)及自動(dòng)控制系統(tǒng)做出研究并進(jìn)行融合，對(duì)于太陽能人體紅外控制和光感控制容易受到外界干擾的特性進(jìn)行研究和完善，并重新進(jìn)行設(shè)置，從而進(jìn)一步提升太陽能路燈控制系統(tǒng)的使用空間，減少不必要的麻煩。

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