基于MSP430單片機(jī)的節(jié)能型路燈設(shè)計(jì)

教學(xué)單位：專業(yè)：學(xué)號：姓名:指導(dǎo)老師：

本科論文答辯論文題目:基于MSP430單片機(jī)的節(jié)能型路燈設(shè)計(jì)教學(xué)單位：本科論文答辯論文題目:基于MSP430單片機(jī)1.研究背景目前我國城市路燈照明系統(tǒng)大多都是整夜打開并且亮度固定不可調(diào)，這樣沒有人經(jīng)過的時(shí)候便會白白浪費(fèi)很多電能。然而產(chǎn)業(yè)界電能應(yīng)用發(fā)展的趨勢必然是低功耗節(jié)能，并且使用無污染的新能源。

2.研究意義

針對目前我國城市路燈照明存在的一些缺陷，我們利用TI公司生產(chǎn)的MSP430單片機(jī)的超低功耗、LED的節(jié)能和低功耗以及太陽能的無污染免費(fèi)使用相聯(lián)系組成一個(gè)完善的照明系統(tǒng)，以此來實(shí)現(xiàn)低功耗、高效利用電能、綠色、環(huán)保的節(jié)能路燈系統(tǒng)。一、研究背景及意義1.研究背景一、研究背景及意義1、采用節(jié)能光源;

利用太陽能：太陽能是一種新興的可再生能源，其使用沒有地域的限制，可直接開發(fā)和利用，且無需開采和運(yùn)輸；開發(fā)太陽能不會造成環(huán)境污染，它是最清潔能源之一；其能量總量大，取之不盡用之不竭。2、采用合理的控制線路；

本文在使用節(jié)能光源的情況下采用合理的控制線路來實(shí)現(xiàn)節(jié)能。（1）采用LED照明；（2）采用MSP430超低功耗單片機(jī)對系統(tǒng)進(jìn)行控制。二、節(jié)能途徑1、采用節(jié)能光源;二、節(jié)能途徑

整體設(shè)計(jì)思路為：當(dāng)傳感器模塊感知是白天時(shí)（光線較強(qiáng)時(shí)），不需要開燈，系統(tǒng)進(jìn)入節(jié)能的超低功耗休眠模式，此時(shí)太陽能向電池充電；當(dāng)傳感器模塊感知傍晚來臨時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出微弱的光線以達(dá)到一定照明的目的（此時(shí)沒人通過該路燈）；當(dāng)熱釋電電路感應(yīng)到有人通過該路燈時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出較強(qiáng)的光線；當(dāng)人走遠(yuǎn)后，系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)到“微弱的光線”模式以等待人的通過。根據(jù)功能需求，整體設(shè)計(jì)主要分為電源模塊、傳感器模塊、單片機(jī)控制模塊、LED路燈模塊。單片機(jī)控制模塊電源模塊傳感器模塊LED路燈模塊三、整體設(shè)計(jì)方案整體設(shè)計(jì)思路為：當(dāng)傳感器模塊感知是白光電板升壓穩(wěn)壓電路蓄電池降壓穩(wěn)壓電路MSP430熱釋電模塊光敏電路LED驅(qū)動電路LED四、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖光電板升壓穩(wěn)壓電路蓄電池降壓穩(wěn)壓電路MSP430熱釋電模塊光電源模塊由：光電板、升壓穩(wěn)壓電路、電池、降壓電路組成太陽能光電板MC34063升壓穩(wěn)壓電路蓄電池LM317降壓電路LM1117降壓電路7V地12V地12V地地9V9V5V3.3V電源模塊11電源模塊1電源模塊由：光電板、升壓穩(wěn)壓電路、電池、降壓電路組成太MC3傳感器模塊

傳感器模塊由：熱釋電模塊、光敏電路組成。

（1）HR-SR501人體紅外感應(yīng)原件

1.電源正極2.高低電平輸出3.電源負(fù)極H.可重復(fù)觸發(fā)L.不可重復(fù)觸發(fā)2傳感器模塊傳感器模塊由：熱釋電模塊、光敏電路組成

（2）光敏電路

光敏電路由光敏電阻、滑動變阻器以及繼電器等元器件組成。光敏電阻通過光強(qiáng)變化引起電阻變化來分壓，再經(jīng)過比較器比較輸出高低電平，而繼電器通過接收光敏電路傳輸?shù)母叩碗娖竭M(jìn)行開關(guān)LED驅(qū)動的電源，高電平則表示白天，低電平則為夜晚。（2）光敏電路光敏電路由光敏電阻、滑LED及LED驅(qū)動電路（1）LED節(jié)能效果3LED及LED驅(qū)動電路（1）LED節(jié)能效果31（2）LED驅(qū)動電路原理圖(1)LED驅(qū)動電流可達(dá)350mA；(2)6-28V寬電壓工作范圍；(3)最多可驅(qū)動1W6顆LED；(4)高效率；(5)電流設(shè)定恒流精度高；(6)封裝小，空間利用率高；

1（2）LED驅(qū)動電路原理圖(1)LED驅(qū)動電流可達(dá)350m單片機(jī)控制模塊

（1）LaunchPad開發(fā)板4LaunchPad的開發(fā)板包括以下內(nèi)容：

(1）兩個(gè)按鈕可實(shí)現(xiàn)用戶反饋和芯片復(fù)位（2）USB調(diào)試與編程接口無需驅(qū)動即可安裝使用（3）MSP430G2231芯片；（4）2排10針的排針和2排10針的插座；（5）一只32.768kHz的低頻晶振；（6）可提供板上Flash仿真工具，以直接連接至PC輕松進(jìn)行編程、調(diào)試和評估。單片機(jī)控制模塊（1）LaunchPad開發(fā)板4Launch（2）MSP430G2231單片機(jī)最小系統(tǒng)(1)單片機(jī)最小系統(tǒng),也稱為最小應(yīng)用系統(tǒng)，是指用最少的元件組成的單片機(jī)可以工作的系統(tǒng)。（2）最小系統(tǒng)一般應(yīng)該包括:單片機(jī)、晶振電路、復(fù)位電路。

(3)其內(nèi)部主要資源包括：低功耗

16位MSP430微處理器；2KB的

Flash存儲器，128B的RAM.（2）MSP430G2231單片機(jī)最小系統(tǒng)

1.模擬調(diào)光：是通過改變LED回路中電流大小達(dá)到調(diào)光，電源電壓不變，通過改變R的電阻值來改變回路中的電流，從而達(dá)到改變LED亮度的效果。

2.數(shù)字調(diào)光：又稱PWM調(diào)光，PWM即脈沖寬度調(diào)制，簡稱脈寬調(diào)制，脈沖寬度即在一個(gè)周期內(nèi)輸出高電平的時(shí)間，假如說周期T=64us，脈沖寬度D=32us,則占空比=D/T=32/64=50%，脈沖寬度調(diào)整就是占空比的調(diào)整。這個(gè)程序是通過軟件模擬pwm.在一定的頻率的方波中，調(diào)整高電平和低電平的占空比，即可實(shí)現(xiàn)LED燈亮度控制。五、LED亮度調(diào)節(jié)介紹1.模擬調(diào)光：是通過改變LED回路中電流大小達(dá)到1六、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)開始初始化端口啟動定時(shí)器和I/O口檢測I/O口計(jì)時(shí)將計(jì)時(shí)轉(zhuǎn)化為PWM信號I/O口輸出（1）初始化端口包括時(shí)鐘初始化，化，端口初始化。（2）I/O檢測：設(shè)置P1.0上升沿檢測,設(shè)置P1.1下降沿檢測，

1代表上升沿，2代表下降沿。（3）I/O輸出：選擇P1.2為PWM信號輸出口1六、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)開始初始化端口啟動定時(shí)器和I/O口檢測

本次設(shè)計(jì)節(jié)能型路燈的性能指標(biāo)總結(jié)如下：能夠在白天的時(shí)候關(guān)閉路燈系統(tǒng)進(jìn)入低功耗模式；夜晚無人經(jīng)過路燈時(shí)，路燈開啟，發(fā)出微弱光線，當(dāng)有人經(jīng)過路燈時(shí)候，路燈發(fā)出較強(qiáng)光線，當(dāng)人離開時(shí)，光線轉(zhuǎn)為微弱光線。可以實(shí)現(xiàn)低功耗節(jié)能照明目的?？?/p>