【正文】 設(shè)計《 太陽跟蹤系統(tǒng)》是在李福教師的指導(dǎo)下，獨立開展研究取得的成果，文中引用他人的觀點和材料，均在文后按順序列出其參考文獻，設(shè)計使用的數(shù)據(jù)真實可靠。它資源豐富，既可免費使用，又無需運輸，對環(huán)境無任何污染。 經(jīng)過黑夜或陰天后，只要太陽一出即可跟蹤 ， 工作可靠穩(wěn)定。該方法利用 九個光敏電阻 對當前環(huán)境光線強度進行 感應(yīng)，在不同強度亮度下，光敏電阻的阻值不一樣，所以比較器的正輸入電壓也不同。 關(guān)鍵詞： 光敏電阻組合檢測元件 比較器模塊 單片機（ AT89C52） 液晶顯示屏 （ 1602）北京理工大學珠海學院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 1 Allweather Solar Tracking System ABSTRACT Allweather solar tracking system for solar air conditioning、 Solar hydrogen production、Solar irradiance measurements、 materials aging test、 solar photovoltaic、 solar water heaters and other high need for solar applications in realtime tracking designed. Solar Tracking System is a prehensive application of physics, optics, kinematics, control theory and other disciplines reflected, is the current hot topic of research at home and abroad. Solar is an energy, is renewable energy. It is rich in resources, both free, then no transport, no pollution on the environment. To create a new human life forms, and human society into a era of energy conservation to reduce pollution. So, allweather track to realize the sun is to improve the use of solar energy, utilization of great significance。 所以 實現(xiàn)對太陽全天候跟蹤具有 重大意義 。當考慮到 元件誤差時 ， 跟蹤系統(tǒng)與太陽實際位置可能會出現(xiàn)偏差 。它資源豐富，既可免費使用，又無需運輸，對環(huán)境無任何北京理工大學珠海學院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 5 污染 。 科技以人為本，是為人類服務(wù)的， 本人設(shè)計的太陽能全天候跟蹤系統(tǒng)充分的體現(xiàn)了該特點，體現(xiàn)出人類與環(huán)境的和平相處 ， 解決能源危機， 造福于人類和社會，所以 太陽能全天候跟蹤系統(tǒng) 是值得研究和實際運用的。 ? 經(jīng)過陰雨天氣后，太陽一出來立即跟蹤 的實現(xiàn) 。在 51系列的單片機中，目前很流行一種內(nèi)含 flash 程序存儲器的單片機。 89C5X 型單片機既節(jié)省了數(shù)據(jù)線和存儲器等外圍器件，縮小了嵌如式系統(tǒng)的體積，又提高了工作的可靠性、開發(fā)的方便性和程序的保密性，其價格也便宜 。在存儲器以外可以追加外部存儲器。在上述過程中，微控制器與電氣電路之間的橋梁被稱為接口，其任務(wù)是通過輸入輸出端口實現(xiàn)信號的進出。 AT89C52 89C52 的特點 89C52是一種小型單片機。 89C52 驅(qū)動能力的增強，使得它可以直接驅(qū)動 LED 數(shù)碼管。這樣小的功耗很適合電池供電的小型控制系統(tǒng)。 89C2051 單片機的內(nèi)部 I/O 控制 89C52有 32 個 I/O 線，在內(nèi)部 I/O 控制上繼承了 MCS31 的特征： 5路三 級中斷源結(jié)構(gòu)， 1 個全雙工串行口， 2 路 16位定時器 /計數(shù)器。發(fā)光管和 LED 數(shù)碼管比較常用，軟硬件都比較簡單， 在單片機系統(tǒng)中應(yīng)用液晶 顯示器作為 顯示 器件有以下幾個優(yōu)點： ? 顯示質(zhì)量 高 由于液晶顯示器每一個點在收到信號后就一直保持那種色彩和亮度，恒定發(fā)光，而不像陰極射線管顯示器（ CRT）那樣需要不斷刷新新亮點。 ? 功耗低 相對而言，液晶顯示器的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動 IC 上，因而耗電量比其它顯示器要少得多。 字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號等點陣式 LCD，目前常用 16*1， 16*2， 20*2 和 40*2 行等的 模塊。單獨使用直流電機尚不能達到精確的定位控制，只有將它與旋轉(zhuǎn)編碼器組合起來，才能實現(xiàn)精確的位置控制和速度控制。換句話說，要使它轉(zhuǎn)動必須借助控制電路，在這個控制電路中，往往需要微控制器 或?qū)Ｓ眯酒? 步進 電機 控制原理 步進電機是機電控制中一種常用的執(zhí)行機構(gòu)，它的用途是將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移，通俗地說：當步進驅(qū)動 器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度（及步進角）。與齒 5 相對齊，（ A39。 如 A 相通電， B， C 相不通電，齒 4 與 A 對齊，北京理工大學珠海學院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 12 轉(zhuǎn)子又向右移過 1/3 て 這樣經(jīng)過 A、 B、 C、 A 分別通電狀態(tài)，齒 4（即齒 1 前一齒）移到 A 相，電機轉(zhuǎn)子向右轉(zhuǎn)過一個齒距，如果不斷地按 A，B， C， A…… 通電，電機就每步（每脈沖） 1/3 て ,向右旋轉(zhuǎn)。 不過，出于對力矩、平穩(wěn)、噪音及減少角度等方面考慮。并且導(dǎo)電按一定的相序電機就能正反轉(zhuǎn)被控制 ——這是旋轉(zhuǎn)的物理條件。I 為勵磁繞阻安匝數(shù)（電流乘匝數(shù)） R 為磁阻。 本系統(tǒng)采用步進電機型號 :2S42Q03848,具體參數(shù)如表 41 所示。簡單的電壓比較器結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度高，但是抗干擾能力差，因此人們就要對它進行改進。電壓比較器輸入是 線性量，而輸出是開關(guān)（高低電平）量。 在黑暗環(huán)境里，它的電阻值很高，當受到光照時，只要光子能量大于半導(dǎo)體材料的禁帶寬度，則價帶中的電子吸收一個光子的能量后可躍遷到導(dǎo)帶，并在價帶 中產(chǎn)生一個帶正電荷的空穴，這種由光照產(chǎn)生的電子 —空穴對增加了半導(dǎo)體材料中載流子的數(shù)目，使其電阻率變小，從而造成光敏電阻阻值下降。 方案： ? 最大能量積分 ，如圖 61所示。 光敏電阻與板的夾角 ? 正中央的光敏電阻 中心線與電池板垂直，最邊上的兩上光敏電阻的連線與板的夾角 ? 可由下公式確定 ： ?—— 某地黃昏時電池板與地面的夾角，（電池板的極大轉(zhuǎn)角） ?—— 當?shù)卦绯抗饩€與地面的夾角（太陽高度角） R—— 半圓柱體的半徑 L—— 電池板的長度 圖 64 ? 角的計算圖 7 全天候太陽能跟蹤 系統(tǒng)的電源設(shè)計 北京理工大學珠海學院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 17 電源供給系統(tǒng)是為 太陽跟蹤系統(tǒng)步進電機 提供能源的裝置，而在本系統(tǒng)中既涉及到信號電信號，又涉及到功率電信號，為了保證系統(tǒng)能夠穩(wěn)定正常的工作，電源的設(shè)計部分也是一個關(guān)鍵要解決的問題。為了提高單片機系統(tǒng)的可靠性就采用獨立的 5V 電壓給單片機供電，而單片機系統(tǒng)所需的 5V 直流電源則由 4 節(jié)超霸蓄電池串聯(lián) (畢業(yè)演示時由電腦 USB) 提供，其電壓范圍為 ～ 且電壓波動很 小，很適合單片機系統(tǒng)的供電。如果感應(yīng)的伏特值比我們設(shè)定的值，接收系統(tǒng)將輸出一個信號給單片機，單片機接收到該信號后進行處理，然后控制步進電機旋轉(zhuǎn)接收板沿光線強烈地方轉(zhuǎn)，直到九個感敏電阻感應(yīng)光線強度一樣。單片機將會控制接收板向陽光強度地方偏轉(zhuǎn)，直到它們受光強度一樣。 圖 8— 1 接收系統(tǒng)的電路原理 北京理工大學珠海學院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 19 用戶控制 系統(tǒng) 用戶控制系統(tǒng)主要功能是實現(xiàn)設(shè)定系統(tǒng)時間，系統(tǒng)根據(jù)用戶設(shè)定時間旋轉(zhuǎn)接收板，實現(xiàn)全天候跟蹤太陽 。系統(tǒng)首先對小時進行調(diào)整，用戶每按 K3一次，系統(tǒng)增加一小時，并且蜂鳴器“滴“一聲，提醒用戶系統(tǒng)時間已經(jīng)增加 1了。當電機轉(zhuǎn)動時，顯示自動跟蹤，運行狀態(tài)（ Automatic Tracked， RUNNING，當前時間），當電機停止時 ,顯示（ Automatic Tracked， STOP和當前時間）。 北京理工大學珠海學院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 21 圖 91 軟件設(shè)計流程圖 開 始 LCD 初始化 端口初始化 開中斷 =1 或=1 YSE K4=1amp。K8=0 電機向西轉(zhuǎn)并 顯示 RUNNING 返回并重新檢測各輸入端口 NO =1 電機停止轉(zhuǎn)動 并顯示 STOP NO YES 北京理工大學珠海學院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 22 圖 92 外部中斷 2 定時器 1 中斷 定時器 0 中斷 圖 93 外部中斷 2 圖 94 外部中斷 2 中斷處理 關(guān)中斷 =0 =1 =0 加一小時 同時響一聲 開中斷并返回 加一分鐘 同時響一聲 =1 YSE YES YES YSE NO NO NO NO 中斷處理 輸脈沖 退出中斷并返回 中斷處理 顯示時間 退出中斷并 返回 北京理工大學珠海學院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 23 程序清單： include //51 芯片管腳定義頭文件 include //內(nèi)部包含延時函數(shù) _nop_()。_nop_()。 uchar cout0=0,cout1=0,cout2=0。 /********************************************************/ /* /* 光敏電阻與單片機 接口 定義 /* /********************************************************/ sbit K1 =P1^0。 sbit K5 = P1^4。 sbit K9 = P3^1。//外部中斷和風鳴器 sbit PULE = P3^2。 //lcd 接口 sbit LCD_RW = P2^1。 uchar code cdis3[ ] = { 00:00}。 while(t) { for(k=0。 i13。j++) { delayB(4)。 } /********************************************************/ 北京理工大學珠海學院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 26 /* /*檢查 LCD 忙狀態(tài) /*lcd_busy 為 1 時，忙，等待。 LCD_RW = 1。0x80)。 /* /********************************************************/ void lcd_wcmd(uchar cmd) { while(lcd_busy())。 _nop_()。 LCD_EN = 1。 /* /********************************************************/ void lcd_wdat(uchar dat) { while(lcd_busy())。 P0 = dat。 LCD_EN = 0。