【正文】 uipment using automatic tracking equipment than the fixed power generating capacity increased by 35%, so to track utilization of solar energy is necessary. This design gives a light source based on single chip design of automatic tracking system, the design uses TI39。同時(shí)將光敏三極管檢測(cè)的信號(hào)顯示在 LCD液晶屏幕上。據(jù)實(shí)驗(yàn) , 在太陽(yáng)能光發(fā)電中 , 相同條件下 , 采用自動(dòng)跟蹤發(fā)電設(shè)備要比固定發(fā)電設(shè)備的發(fā)電量提高 35%，因此在太陽(yáng)能利用中進(jìn)行跟蹤是十分必要的。 第 I 頁(yè) 基于單片機(jī) msp430的點(diǎn)光源跟蹤系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)總說(shuō)明 目前太陽(yáng)能是一種清潔無(wú)污染的能源 , 發(fā)展前景非常廣闊 , 太陽(yáng)能發(fā)電已成為全球發(fā)展速度最快的技術(shù)。 本設(shè)計(jì)給出了一種基于單片機(jī)的 點(diǎn)光源自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 , 該設(shè)計(jì)使用 TI公司的超低功耗的 MSP430F149 單片機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)的控制核心，主要由電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，點(diǎn)光源檢測(cè)模塊，電源轉(zhuǎn)換模塊等模塊組成。 本設(shè)計(jì)可以擴(kuò)展為以后的太陽(yáng) 能發(fā)電 的自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)。s MSP430F149 ultralow power microcontroller controls the whole system as the core, mainly by the motor drive module, point source detection module, power supply conversion module and other modules. Using 4 phototransistor (3DU33) to detect the location of a point source is detected and amplified signal to pass the controller MSP430F149 microcontroller, operation and processing through the MCU to determine trends in the movement of light source, and operation of the control signal transmission to two stepper motors, to follow the point source movement. When the horizontal direction, 2way phototransistor relatively close to measured values, while 2way vertical phototransistor on the measured values are relatively close, the sensor is located in the middle of the vertical laser pointer to point to the exact point of light. Phototransistor detected the same time are shown on the LCD liquid crystal screen. This design can be extended automatically for subsequent sun tracking system. The system can not only automatically adjust the direction of sunlight solar panels toward the simple structure, low cost, but also in the process of tracking memory and can automatically correct the coordinates of the location at different times, without human intervention, especially for more plex and nonweather people on duty, effectively improving the utilization of solar energy, has a higher value. Key Words: MSP430。 sensor 第 III 頁(yè) 目錄 1緒論 ............................................................. 1 2點(diǎn)光源跟蹤系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ........................................... 2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述 ................................................. 2 方案論證與比較 ............................................... 3 主控芯片的選擇 ........................................... 3 電機(jī)的選擇 ............................................... 4 電機(jī)驅(qū)動(dòng)的選擇 ........................................... 4 傳感器的選擇 ............................................. 4 LCD 液晶顯示器的選擇 ..................................... 5 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ................................................. 5 硬件方框圖 ............................................... 5 單片機(jī) MSP430 ............................................. 6 步進(jìn)電機(jī) ................................................. 8 液晶顯示器 .............................................. 10 信號(hào)放大器 .............................................. 14 硬件電路圖設(shè)計(jì) .............................................. 14 電源轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì) ........................................ 14 信號(hào)檢測(cè)電路設(shè)計(jì) ........................................ 15 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) .................................... 15 鍵盤設(shè)計(jì) ................................................ 16 液晶顯示器的設(shè)計(jì) ........................................ 16 系統(tǒng)原理圖 .............................................. 17 3印刷電路圖的繪制 ................................................ 18 PCB 圖繪制的準(zhǔn)備 ............................................ 18 第 IV 頁(yè) PCB 的繪制 .................................................. 18 4仿真步進(jìn)電機(jī)的控制 .............................................. 19 硬件仿真 .................................................... 19 方案設(shè)計(jì) ................................................ 19 硬件仿真原理 ............................................ 19 軟件仿真 .................................................... 22 程序流程圖 .............................................. 22 源程序 .................................................. 22 系統(tǒng)調(diào)試和結(jié)果分析 .......................................... 23 電機(jī)正轉(zhuǎn)運(yùn)行 ............................................ 23 電機(jī)反轉(zhuǎn)運(yùn)行 ............................................ 24 仿真結(jié)果與分析 .......................................... 24 5總結(jié) ............................................................ 25 致謝 .............................................. 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。同時(shí)將光敏三極管檢測(cè)的信號(hào)顯示在 LCD 液晶屏幕上。目前很多太陽(yáng)能電池板陣列基本上都是固定的，沒(méi)有充分利用太陽(yáng)能資源，發(fā)電效率低下。整個(gè)系統(tǒng)是以單片機(jī)為控制核心，通過(guò)四個(gè)光敏傳感器來(lái)檢測(cè)光照，依據(jù)光照度的變化、大小來(lái)判斷出點(diǎn)光源的位置與運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，并將點(diǎn)光源運(yùn)動(dòng)分解為水平和豎直方向的二維運(yùn)動(dòng)，借以來(lái)控制水平電機(jī)與豎直電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度。系 統(tǒng)的硬件主要有控制器單片機(jī)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，點(diǎn)光源檢測(cè)模塊，顯示模塊，鍵盤，電源轉(zhuǎn)換模塊等模塊組成的。 MSP430有以下優(yōu)點(diǎn)： （ 1）低電源電壓范圍： 。（ 5）豐富的功能模塊：這些功能模塊包括 A 多通道 10－ 14位AD轉(zhuǎn)換器； B 雙路 12位 DA轉(zhuǎn)換器； C 比較器； D 液晶驅(qū)動(dòng)器； E 電源電壓檢測(cè)；F 串行口 USART(UART/SPI）； G 硬件乘法器； H 看門狗定時(shí)器，多個(gè) 16位、 8位定時(shí)器（可進(jìn)行捕獲，比較， PWM輸出）； I DMA控制器。 電機(jī)的選擇 本系統(tǒng)電機(jī)的主要作用是調(diào)整激光筆的位置，指向點(diǎn)光源，可選取的類型如下方案： 方案一：步進(jìn)電機(jī)。此電機(jī)在正常通電狀態(tài)下，轉(zhuǎn)速平穩(wěn)，角度的變化也近乎連續(xù)，控制簡(jiǎn)單方便。線性型驅(qū)動(dòng)的電路結(jié)構(gòu)和原理簡(jiǎn)單，加速能力強(qiáng)，但是電 路比較復(fù)雜。 方案三：采用恒壓橋式驅(qū)動(dòng)芯片 L298N。從光照特性來(lái)看，隨著光照強(qiáng)度的增加，光敏電阻的阻值開(kāi)始迅速下降，可以反映光照的變化，但該特性大多數(shù)情況為非線性，部分光照區(qū)間內(nèi)，特性變化不靈敏。光敏二極管具有單向?qū)щ娦?，無(wú)光照時(shí)，有很小的暗電流，當(dāng)受到光照時(shí)，光電流隨射光強(qiáng)度的變化而變化。 在測(cè)試光敏電阻與硅光電池時(shí)，發(fā)現(xiàn)光源的距離限制了兩者的應(yīng)用范圍?？梢燥@示 8 4行 16 16點(diǎn)陣的漢字 . 也可完成圖形顯示 .低電壓低功耗是其又一顯著特點(diǎn)。稱之為混合信號(hào)處理器，主要是由于其針對(duì)實(shí)際應(yīng)用需求，把許多模擬電路、數(shù)字電路和微處理器集成在一個(gè)芯片上，從而使得用一片 MSP430 芯片可以完成 多片芯片才能完成的功能，大大縮小了產(chǎn)品的體積與成本。（ 3）靈活的時(shí)鐘使用模式。 MSP430 的復(fù)位信號(hào)有 2種：上電復(fù)位信號(hào)（ POR）、上電清除信號(hào)（ PUC）。 POR 和 PUC 兩者的關(guān)系： POR 信號(hào)的產(chǎn)生會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)復(fù)位并產(chǎn)生 PUC 信號(hào)。 系統(tǒng)復(fù)位（指 POR）后的狀態(tài)為：（ 1） RST/NMI 管腳功能被設(shè)置為復(fù)位功能；（ 2）所有 I/O 管腳被設(shè)置為輸入；（ 3）外圍模塊被初始化，其寄存器值為相關(guān)手冊(cè)上的默認(rèn)值；（ 4）狀態(tài)寄存器 SR 復(fù)位；（ 5） 看門狗激活，進(jìn)入工作模式；（ 6）程序計(jì)數(shù)器 PC 載入 0xFFFE 處的地址，微處理器從此地址開(kāi)始執(zhí)行程序。 單片機(jī)的時(shí)鐘系統(tǒng) MSP430 根據(jù)型號(hào)的不同最多可以選擇使用 3個(gè)振蕩器。 DCO 的振蕩頻率會(huì)受周圍環(huán)境溫度和 MSP430 工作電壓的影響，且同