【正文】 跟蹤 不足：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，跟蹤精度不高，不能全自動(dòng)跟蹤 太陽(yáng)跟蹤系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)思想 ? 檢測(cè) 規(guī)劃 檢測(cè)規(guī)劃是跟蹤系統(tǒng) 的一個(gè)重要問(wèn)題。 ? 定位 步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)角 ， 是太陽(yáng)跟蹤系統(tǒng)精確定位的 一個(gè)基本問(wèn)題，也可以說(shuō)，太陽(yáng)偏移一個(gè)微小的角度，步進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng)角 度應(yīng)該比太陽(yáng)偏移角度相等，這就要求步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)角要足夠小。 作為能源消耗大國(guó)，如何提高對(duì)太陽(yáng)能利用率是解決能源危機(jī)的可行方法之一。 本課題的研究成功，對(duì)創(chuàng)建能源節(jié)約型，環(huán)境友好型社會(huì)具有較大的意義，也有較好的市場(chǎng)發(fā)展前景 研究目標(biāo)、研究?jī)?nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題 ? 研究的目標(biāo) 本 課題主要是利用單片機(jī)知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)太陽(yáng)能全天候跟蹤系統(tǒng)，其突破點(diǎn)在對(duì)太陽(yáng)精確位置檢測(cè)的系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、步進(jìn)電機(jī)動(dòng)作指令系統(tǒng)（與太陽(yáng)同步偏移 ）的設(shè)計(jì)、實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)工作狀態(tài)與人性化時(shí)間調(diào)節(jié)的設(shè)計(jì)。 ? 人性化界面 的設(shè)計(jì)，分為 人與單片機(jī)溝通 和 時(shí)間顯示 程序。因?yàn)閮?nèi)有 flash 程序存儲(chǔ)器，可以通過(guò)編程器十分方便的寫(xiě)代碼或擦除代碼，擦除次數(shù)達(dá) 10000 次以上，而且還提供了禁止讀寫(xiě)兩層保密技術(shù)，其空間大小從 1KB 到 64KB 不等，有的甚至更大。 基于以上原因和這次研究系統(tǒng)的實(shí)際情況，選擇該系列的 89C52單片機(jī)作為水面打撈垃圾機(jī)器人的核心控制器件。如圖虛線所包圍的部分相當(dāng)于一個(gè)微控制器 圖 21 單片機(jī)的構(gòu)成 微控制器在機(jī)器人中完成的主要功能是：首先，把由光傳感器或超聲波傳感器 、無(wú)線接收機(jī) 取得的信號(hào)通過(guò)微控制器的輸入端口讀入。 微控制器根據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)器的程序產(chǎn)生不同的動(dòng)作，而程序則是根據(jù)微控制器控 制 運(yùn) 算 存 儲(chǔ) 輸 入 輸 出 外部存儲(chǔ) 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 內(nèi)部的“ 0”和“ 1”所組合成的二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行操作。其主要特點(diǎn)為：采用 Flash 儲(chǔ)存器技術(shù)，降低了制造成本；其軟件、硬件與 MCS51 完全兼容，其程序的電可擦特性，使得開(kāi)發(fā)與試驗(yàn)比較容易。 對(duì)于一些不太復(fù)雜的控制電路，我們就可以增加少量元件來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如，對(duì)溫度的控制，過(guò)壓的控制等。 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 89C52 單片機(jī)的儲(chǔ)存系統(tǒng) 89C52單片機(jī)內(nèi)含有 4K字節(jié)的 Flash 程序存儲(chǔ)器， 128 字節(jié)的片內(nèi) RAM，與80C31內(nèi)部 類(lèi)似。 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 3 系統(tǒng)顯示模塊 顯示模塊選用 顯示模塊有數(shù)碼顯示和液晶屏顯示，顯示同樣字符，數(shù)碼管占用單片機(jī)資源比液晶屏多很多，功耗也大很多。因此，液晶顯示器畫(huà)質(zhì)高且不會(huì)閃爍。 ? 字符的顯示 用 LCD 顯示一個(gè)字符時(shí)比較復(fù)雜，因?yàn)橐粋€(gè)字符由 6 8或 8 8 點(diǎn)陣組成，既要找到和顯示屏幕上某幾個(gè)位置對(duì)應(yīng)的顯示 RAM 區(qū)的 8 字節(jié)，還要使每字節(jié)的不同位為“ 1”，其它的為“ 0”，為“ 1”的點(diǎn)亮，為“ 0”的不亮。 本系統(tǒng)采用 1602 字符型液晶顯示器 ，圖 1，圖 2，圖 3分別是 1602 的實(shí)物，顯示地址， 字符代碼與圖形對(duì)應(yīng)圖 。 步進(jìn)電機(jī)是一種能夠根據(jù)脈沖（通常為方波）控制轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速、并適合微控制器控制的電機(jī)。 步進(jìn)電機(jī)能根據(jù)給定的脈沖信號(hào)實(shí)現(xiàn)精確的定位控制，而且即使在停止時(shí)也有制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，這些特性 全天候跟蹤系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng) 控制都是很有利的。通過(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)即可以控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。就是 A，齒 5 就是齒 1） ? 旋轉(zhuǎn)： 如 A 相 通電， B， C 相不通電時(shí)，由于磁場(chǎng)作用，齒 1 與 A 對(duì)齊，（轉(zhuǎn)子不受任何力以下均同）。如按 A，C， B， A…… 通電，電機(jī)就反轉(zhuǎn)。往往采用 AABBBC－ CCAA 這種導(dǎo)電狀態(tài)，這樣將原來(lái)每步 1/3 て改變?yōu)?1/6 て。只要符合這一條件我們理論上可以制造任何相的步進(jìn)電機(jī)，出于成本等多方面考慮，市場(chǎng)上一般以二、三、四、五相為多。 力矩 =力 *半徑 力矩與電機(jī)有 效體積 *安匝數(shù) *磁密 成正比（只考慮線性狀態(tài)） 因此，電機(jī)有效體積越大，勵(lì)磁安匝數(shù)越大，定轉(zhuǎn)子間氣隙越小，電機(jī)力矩越大，反之亦然。 表 41 步進(jìn)電機(jī)型號(hào) :2S42Q03848 的技術(shù)參數(shù) 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 5 比較器及光敏元件 比較器 電壓比較器可以看作是放大倍數(shù)接近 “無(wú)窮大 ”的運(yùn)算放大器。改進(jìn)后的電壓比較器有：滯回比較器和窗口比較器。一般應(yīng)用中，有時(shí)也可以用線性運(yùn)算放大器，在不加負(fù)反饋的情況下，構(gòu)成電壓比較器來(lái)使用。光照愈強(qiáng)，阻值愈低。 ? “ 多元法三維 ” 太陽(yáng)自動(dòng)跟蹤系統(tǒng) 如圖 62 所示。 方案 ： 綜合電源的質(zhì)量、重量及價(jià)格等因素，選用 220V TO 15V 集成電源模塊組作為 15V 直流電源， 5V 是 15V 電源經(jīng) LM7805 線性穩(wěn)壓得到。 8 系統(tǒng)的組成原理 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 本課題接收系由運(yùn)算放大器 LM324N、 LM358，可調(diào)電阻，光敏電阻，普通電阻組成。該電路中的核心元件是光敏電阻，它 可以把不同強(qiáng)度光線轉(zhuǎn)化成不同幅值的電壓。 （不要遮光板，光強(qiáng)能有差別嗎？） 光敏電阻 R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7,R8,R9 感應(yīng)環(huán)境光度 ，耦合 比較器LM324N,LM358 進(jìn)行比較 ，從 比較器 , 端輸出 比較 數(shù)據(jù)。 按鍵 與單片機(jī) 輸入 端口及相應(yīng)功能 對(duì)應(yīng)關(guān)系 如 表 8— 2所示 。小時(shí)調(diào)整完畢，用戶按 K2進(jìn)行確認(rèn)，同時(shí)蜂鳴器”滴“一聲，系統(tǒng)進(jìn)入分鐘調(diào)整，同樣，用戶每按 K3一次，系統(tǒng)時(shí)間增加一分鐘，同時(shí)蜂鳴器也滴一聲。顯示屏與單片機(jī)連接原理圖如圖 83所示。K3=0 或K8=1amp。 define uchar unsigned char define uint unsigned int define delayNOP()。_nop_()。 /********************************************************/ /* /* 定義電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)序 /* /********************************************************/ uchar code FFW[8]={0x1F,0x3F,0x2F,0x6F,0x4F,0xCF,0x8F,0x9F}。 sbit K2 =P1^1。 sbit K6 = P1^5。 /********************************************************/ /* /* 按鈕端口定義 /* 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 /********************************************************/ sbit STIMER=P3^7。 // T1 發(fā)出脈沖接口 /********************************************************/ /* /* 方位角電機(jī)接口定義 /* /********************************************************/ sbit DIR=P3^5。 sbit LCD_EN = P2^2。 uchar code cdis4[ ] = { STOP }。 k125。 i++) { } } } /********************************************************/ /* /* 蜂鳴器 /* /********************************************************/ void beep() { uchar j。 BEEP=!BEEP。為 0 時(shí) ,閑，可寫(xiě)指令與數(shù)據(jù)。 LCD_EN = 1。 LCD_EN = 0。 LCD_RS = 0。 _nop_()。 delayNOP()。 LCD_RS = 1。 delayNOP()。 } /********************************************************/ /* /* LCD 初始化設(shè)定 /* /********************************************************/ void lcd_init() { delay(30)。 delay(5)。 //顯示開(kāi)，關(guān)光標(biāo) delay(5)。 //清除 LCD 的顯示內(nèi)容 delay(5)。 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 lcd_pos(0)。) { lcd_wdat(cdis1[m])。 while(cdis2[m] != 39。 } delay(3000)。\039。 m = 0。 m++。 lcd_wdat(0x3E)。\039。 data_temp1=data_temp1+0x30。 lcd_wdat(0x20)。 lcd_pos(0x4b)。 second_dis()。 lcd_pos(0x4f)。 if(cout224) cout2=0。 while(STIMER==0)。 data_dis()。 } /********************************************************/ /* /*定時(shí)器初始化 /* /********************************************************/ void init_timer() { TMOD=0X16。 TR1=1。 /* /********************************************************/ void motor_ffw(uint j) { uchar i=0。 flag=0。 if(K4==1) 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 34 j=0。 /* /********************************************************/ void motor_rev(uint j) { uchar i=0。K4==0)|(K7==1amp。 if(i==7)