基于MSP430单片机的节能型路灯设计

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本科论文答辩论文题目:基于MSP430单片机的节能型路灯设计教学单位：本科论文答辩论文题目:基于MSP430单片机1.研究背景目前我国城市路灯照明系统大多都是整夜打开并且亮度固定不可调，这样没有人经过的时候便会白白浪费很多电能。然而产业界电能应用发展的趋势必然是低功耗节能，并且使用无污染的新能源。

2.研究意义

针对目前我国城市路灯照明存在的一些缺陷，我们利用TI公司生产的MSP430单片机的超低功耗、LED的节能和低功耗以及太阳能的无污染免费使用相联系组成一个完善的照明系统，以此来实现低功耗、高效利用电能、绿色、环保的节能路灯系统。一、研究背景及意义1.研究背景一、研究背景及意义1、采用节能光源;

利用太阳能：太阳能是一种新兴的可再生能源，其使用没有地域的限制，可直接开发和利用，且无需开采和运输；开发太阳能不会造成环境污染，它是最清洁能源之一；其能量总量大，取之不尽用之不竭。2、采用合理的控制线路；

本文在使用节能光源的情况下采用合理的控制线路来实现节能。（1）采用LED照明；（2）采用MSP430超低功耗单片机对系统进行控制。二、节能途径1、采用节能光源;二、节能途径

整体设计思路为：当传感器模块感知是白天时（光线较强时），不需要开灯，系统进入节能的超低功耗休眠模式，此时太阳能向电池充电；当传感器模块感知傍晚来临时，系统发出微弱的光线以达到一定照明的目的（此时没人通过该路灯）；当热释电电路感应到有人通过该路灯时，系统发出较强的光线；当人走远后，系统自动转到“微弱的光线”模式以等待人的通过。根据功能需求，整体设计主要分为电源模块、传感器模块、单片机控制模块、LED路灯模块。单片机控制模块电源模块传感器模块LED路灯模块三、整体设计方案整体设计思路为：当传感器模块感知是白光电板升压稳压电路蓄电池降压稳压电路MSP430热释电模块光敏电路LED驱动电路LED四、系统结构框图光电板升压稳压电路蓄电池降压稳压电路MSP430热释电模块光电源模块由：光电板、升压稳压电路、电池、降压电路组成太阳能光电板MC34063升压稳压电路蓄电池LM317降压电路LM1117降压电路7V地12V地12V地地9V9V5V3.3V电源模块11电源模块1电源模块由：光电板、升压稳压电路、电池、降压电路组成太MC3传感器模块

传感器模块由：热释电模块、光敏电路组成。

（1）HR-SR501人体红外感应原件

1.电源正极2.高低电平输出3.电源负极H.可重复触发L.不可重复触发2传感器模块传感器模块由：热释电模块、光敏电路组成

（2）光敏电路

光敏电路由光敏电阻、滑动变阻器以及继电器等元器件组成。光敏电阻通过光强变化引起电阻变化来分压，再经过比较器比较输出高低电平，而继电器通过接收光敏电路传输的高低电平进行开关LED驱动的电源，高电平则表示白天，低电平则为夜晚。（2）光敏电路光敏电路由光敏电阻、滑LED及LED驱动电路（1）LED节能效果3LED及LED驱动电路（1）LED节能效果31（2）LED驱动电路原理图(1)LED驱动电流可达350mA；(2)6-28V宽电压工作范围；(3)最多可驱动1W6颗LED；(4)高效率；(5)电流设定恒流精度高；(6)封装小，空间利用率高；

1（2）LED驱动电路原理图(1)LED驱动电流可达350m单片机控制模块

（1）LaunchPad开发板4LaunchPad的开发板包括以下内容：

(1）两个按钮可实现用户反馈和芯片复位（2）USB调试与编程接口无需驱动即可安装使用（3）MSP430G2231芯片；（4）2排10针的排针和2排10针的插座；（5）一只32.768kHz的低频晶振；（6）可提供板上Flash仿真工具，以直接连接至PC轻松进行编程、调试和评估。单片机控制模块（1）LaunchPad开发板4Launch（2）MSP430G2231单片机最小系统(1)单片机最小系统,也称为最小应用系统，是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统。（2）最小系统一般应该包括:单片机、晶振电路、复位电路。

(3)其内部主要资源包括：低功耗

16位MSP430微处理器；2KB的

Flash存储器，128B的RAM.（2）MSP430G2231单片机最小系统

1.模拟调光：是通过改变LED回路中电流大小达到调光，电源电压不变，通过改变R的电阻值来改变回路中的电流，从而达到改变LED亮度的效果。

2.数字调光：又称PWM调光，PWM即脉冲宽度调制，简称脉宽调制，脉冲宽度即在一个周期内输出高电平的时间，假如说周期T=64us，脉冲宽度D=32us,则占空比=D/T=32/64=50%，脉冲宽度调整就是占空比的调整。这个程序是通过软件模拟pwm.在一定的频率的方波中，调整高电平和低电平的占空比，即可实现LED灯亮度控制。五、LED亮度调节介绍1.模拟调光：是通过改变LED回路中电流大小达到1六、系统软件设计开始初始化端口启动定时器和I/O口检测I/O口计时将计时转化为PWM信号I/O口输出（1）初始化端口包括时钟初始化，化，端口初始化。（2）I/O检测：设置P1.0上升沿检测,设置P1.1下降沿检测，

1代表上升沿，2代表下降沿。（3）I/O输出：选择P1.2为PWM信号输出口1六、系统软件设计开始初始化端口启动定时器和I/O口检测

本次设计节能型路灯的性能指标总结如下：能够在白天的时候关闭路灯系统进入低功耗模式；夜晚无人经过路灯时，路灯开启，发出微弱光线，当有人经过路灯时候，路灯发出较强光线，当人离开时，光线转为微弱光线。可以实现低功耗节能照明目的。总