一、太阳能风能互补路灯控制系统设计：
1、随着工业的发展，对一次能源的消耗越来越多，因为一次能源的有限性，所以我们急需寻找新型能源代替一次能源。而太阳能和风能相对于一次能源来说是取之不尽、用之不竭的绿色能源。在这样的情况下，设计出了一种基于 51 单片机的太阳能风能互补路灯控制器。2、太阳能光伏发电系统的研究对于缓解能源危机减少环境污染和温室效应具有重要的意义。在实际的生产和应用中，它是以太阳能作为电能供给，把白天储蓄的电能用来提供夜间道路照明。因为不需要消耗电网电能、不需要架设输电线路或挖 沟铺设电缆，不污染环境、安全可靠，因而在公共照明及亮化装饰领域有着广泛的应用。
二、总体方案设计：
1、本设计由单片机电路、电源电路、风机发电电路、太阳能电池板电路、锂电池充电保护电路、升压电路、稳压电路、光敏电阻电路、等设计而成。
2、采用风机和太阳能电池板给锂电池充电，具有充电保护电路和稳压电路。
3、锂电池升压到 5V 给单片机和附属电路供电。
4、路灯用4个高亮LED 灯模拟。
5、路灯控制分为自动模式和手动模式，自动模式下通过光敏电阻根据光照强度自动控制灯的开和关，手动模式下可以自由的开灯或者关灯。
三、硬件电路设计:
1、主控制器电路设计：主控制器选用的单片机型号为 STC89C52。STC89S52 是一种低功耗、 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系统可编程 Flash 存储器。该单片机功耗低、接口丰富，成本低廉等优点，适合作为路灯的主控制器。
2、二挡拨动开关检测电路设计：拨动开关是通过拨动开关柄使电路接通或断开，从而达到切换电路的目的的。它一般用于低压电路，具有滑块动作灵活、性能稳定可靠的特点。通过拨动开关实现对信号的切换，电阻为上拉电阻。当二档拨动开关拨下去时，单片机控制引脚为低电平。当二档拨动开关拨上去时，单片机控制引脚为高电平。进而实现对信号的切换。
3、GMDZ 光敏电阻传感器模块电路设计：光敏电阻是用硫化隔或硒化隔等半导体材料制成的特殊电阻器，其工作原理是基于内光电效应。光照愈强，阻值就愈低，随着光照强度的升高，电阻值迅速降低，亮电阻值可小至 1KΩ 以下。光敏电阻对光线十分敏感，其在无光照时，呈高阻状态，暗电阻一般可达 1.5MΩ。
四、太阳能发电路设计：
1、太阳能电池板是通过吸收太阳光，将太阳辐射能通过光电效应或者光化学效应直接或间接转换成电能的装置，大部分太阳能电池板的主要材料为「硅」，但因制作成本较大，以至于它普遍地使用还有一定的局限。
2、本设计中选择 9V 多晶硅太阳能电池板作为发电元件，太阳能发电后经过 L7805CV 芯片稳压后，将发电后的电压稳在 5V，然后，在经过 TP4056 模块给锂电池进行充放电，同时因为锂电池的电压为 3.7V-4.2V，而本设计的单片机等电路均为 5V 供电，所以用升压模块将 3.7V 的电压升到 5V 来给设备供电。本系统选择的太阳能电池板为多晶硅 9V220ma，玻璃层压太阳能电池板 9V2W。
五、风能发电路设计：
1、风力发电机的工作原理是风轮在风力的作用下旋转，它把风的动能转变为风轮轴的机械能，发电机在风轮轴的带动下旋转发电。
2、本设计选择 5V 微型风力发电机模块作为发电元件，风机发电后经过 L7805CV 芯片稳压后，将发电后的电压稳在 5V，然后，在经过 TP4056 模块给锂电池进行充放电，同时因为锂电池的电压为 3.7V-4.2V，所以使用升压模块将 3.7V 的电压升到 5V 来达到设备供电要求。
3、TP4056 锂电池充电模块电路设计：TP4056 是一款完整的单节锂离子电池采用恒定电流/恒定电压线性充电器，TP4056 可以适合 USB 电源和适配器电源工作。充电电压固定于 4.2V，而充电电流可通过一个电阻器进行外部设置。当充电电流在达到终浮充电压之后降至设定值 1/10 时，TP4056 将自动终止充电循环。当输入电压（交流适配器或 USB 电源）被拿掉时，TP4056 自动进入一个低电流状态，将电池漏电流降至 2uA 以下。
4、USB-5V 升压模块电路设计：USB-5V 升压模块为 DC-DC 升压模块（0.9V～5V）升 5V 600MA 模块，本设计选择 DC-DC 升压模块实现 3.7V 锂电池的升压到 5V 的电压转换。
六、软件设计：
1、本设计在 Keil 环境中采用 C 语言设计开发了太阳能风能风光互补的路灯控制程序。C 语言与汇编语言相比，在功能上、结构性、可读性和可维护性等方面均具有明显的优势，因而易学易用[4]。
2、本系统设计主要采用 Keil uVision4 软件编写与调试程序，程序语言采取易读性和移植性更高的C语言编写。
七、太阳能路灯设计原理：
1、太阳能路灯是采用晶体硅太阳能电池供电，免维护阀控式密封蓄电池（胶体电池）储存电能，LED灯具作为光源，并由智能化充放电控制器控制，是代替传统公用电力照明的节能的路灯。
2、太阳能路灯无需铺设线缆、无需交流供电、不产生电费；太阳能路灯省心省事，能节省了大量的人力和能源。太阳能路灯采用直流供电、光敏控制；具有稳定性好、寿命长、发光，安装维护简便、安全性能高、节能环保、经济实用等优点。可广泛应用于城市主、次干道、小区、工厂、旅游景点、停车场等场所。
3、本产品无需铺设地下线缆，无需支付照明电费，太阳能庭院灯所采用的关键部件太阳能电池板、太阳能直流路灯智能控制器、免维护蓄电池、照明灯具均经过国家发改委/GEF/世界银行光伏产品认证。主要适用于城市道路、小区广场、工业园区、旅游景区、公园绿化带等场所的亮化照明。</a>