【正文】 ................. 9 時(shí)鐘電路 .......................................................... 10 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 ........................................................ 10 步進(jìn)電機(jī)的介紹 .................................................... 10 ULN2020 芯片介紹 ................................................... 11 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) .................................................. 12 鋰電池充電電路 ...................................................... 13 太陽(yáng)能充電管理專用充電芯片 CN3063 簡(jiǎn)介 ............................. 13 鋰電池充電電路設(shè)計(jì) ................................................ 13 電源電路 ............................................................ 14 LM7805 芯片簡(jiǎn)介 .................................................... 14 電源電路設(shè)計(jì) ...................................................... 15 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) .......................................................... 15 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)及工作原理 ............................................ 15 太陽(yáng)跟蹤算法程序設(shè)計(jì) ................................................ 16 A/D 轉(zhuǎn)換程序設(shè)計(jì) ..................................................... 17 DS1302 時(shí)鐘程序設(shè)計(jì) .................................................. 18 5 軟硬件調(diào)試 ............................................................ 19 硬件調(diào)試 ............................................................ 19 軟件調(diào)試 ............................................................. 19 設(shè)計(jì)中遇到的問(wèn)題及其解決辦法 ........................................ 20 6 系統(tǒng)測(cè)試方法及測(cè)試數(shù)據(jù) ................................................ 20 7 結(jié)論 .................................................................. 21 參 考 文 獻(xiàn) .............................................................. 22 附 錄 ............................................................. 23 附錄 A 系統(tǒng)電路圖 ......................................................... 23 附錄 B 程序代碼 ........................................................... 24 致 謝 ............................................................. 30 畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表 1 1 前言 課題的研究背景和意義 全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，在很大的程度上都是以石油、天然氣、煤炭等傳統(tǒng)能源的大量開(kāi)發(fā)采用為代價(jià)的。 傳統(tǒng)能源的緊缺和使用傳統(tǒng)能源帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題，迫使各國(guó)開(kāi)始想對(duì)策來(lái)應(yīng)對(duì)這些問(wèn)題。 2 太陽(yáng)能跟蹤系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，人們對(duì)已經(jīng)把太陽(yáng)能應(yīng)用到許多領(lǐng)域，太陽(yáng)能的使用逐漸進(jìn)入人類的生活。視日運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤法，是通過(guò)計(jì)算地球上某一點(diǎn)某個(gè)時(shí)刻太陽(yáng)的相對(duì)位置，從而對(duì)太陽(yáng)進(jìn)行跟蹤。它能夠?qū)μ?yáng)的高度角和方位角進(jìn)行全面跟蹤，實(shí)現(xiàn)更高的采集效率。光電檢測(cè)模塊的傳感器部分采用光敏電阻，通過(guò) ATmega16內(nèi)置的 A/D 轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成單片機(jī)可以處理的數(shù)字信號(hào)。設(shè)計(jì)中為了使太陽(yáng)能電池板能夠始終正對(duì)著太陽(yáng)則需要四個(gè)光敏電阻對(duì)陽(yáng)光強(qiáng)弱進(jìn)行檢測(cè)，這四個(gè)光敏電阻為光敏電阻 光敏電阻 光敏電阻 3和光敏電阻 4，光敏電阻間由垂直的遮光板隔開(kāi)。所有的寄存器都直接與算術(shù)邏輯單元 (ALU)相連接，使得一條指令可以在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)同時(shí)訪問(wèn)兩個(gè)獨(dú)立的寄存器。其中第一功能是作 為數(shù)字通用 I/O 接口使用，而復(fù)用的功能可分別與片內(nèi)的各種不同功能的外圍接口電路組合成一些可以完成特殊功能的 I/O 口，如定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、串行接口、模擬比較器、捕捉器、 USART、 SPI 等。 晶振電路由圖中的 Y C和 C9組成，接入單片機(jī)的 XTAL1和 XTAL2的引腳。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，如果想簡(jiǎn)化線路，可以將 AVCC 直接接到 VCC， AREF懸空，即這部分不需要任何的外圍零件。這是由于光照產(chǎn)生的載流子都參與導(dǎo)電，在外加電場(chǎng)的作用下作漂移運(yùn)動(dòng)，電子奔向電源的正極，空穴奔向電源的負(fù)極，從而使光敏電阻器的阻值迅速下降。為了獲得高的靈敏度，光敏電阻的電極一般采用硫狀圖案。其中光敏電阻 R7用于檢測(cè)當(dāng)前的太陽(yáng)光強(qiáng)是否足夠，若光強(qiáng)小于某個(gè)值，系統(tǒng)就不進(jìn)行跟蹤。 ADC 與一個(gè) 8通道的模擬多路復(fù)用器連接，能對(duì)來(lái)自端口 A 的 8 路單端輸入電壓進(jìn)行采樣。 ADC 由 AVCC 引腳單獨(dú)提供電源。采用雙電源供電（主電源和備用電源），可設(shè)置備用電源充電方式，提供了對(duì)后背電源進(jìn)行涓細(xì)電 10 流充電的能力。您可以通過(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的； 同時(shí)您可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。當(dāng)通電狀態(tài)的改 變完成一個(gè)循環(huán)時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒距。 圖 11 ULN2020內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電 路圖如圖 12 所示 。內(nèi)部固定的恒壓充電電壓為，也可以通過(guò)一個(gè)外部的電阻調(diào)節(jié)。 J5是排陣，與鋰電 池進(jìn)行相連， BAT 連接鋰電池的正極， J5 中的 GND2 連接鋰電池的負(fù)極，即太陽(yáng)能板的地和鋰電池的地連接在一起。 LM7805 特點(diǎn)如下： （ 1） 最大輸出電流為 ； （ 2） 輸出電壓為 5V； （ 3） 熱過(guò)載保護(hù)； （ 4） 短路保護(hù)； （ 5） 輸出晶體管安全工作區(qū)保護(hù)。然后，對(duì)U0進(jìn)行判斷，如果 U0 小于設(shè)定值，則認(rèn)為目前的光強(qiáng)太弱不適合跟蹤充電，繼續(xù)獲取光敏電阻的電壓值。如果絕對(duì)值大于設(shè)定值，接著判斷 U1是否大于 U2，若是，則讓步進(jìn)電機(jī) 1 正轉(zhuǎn)一個(gè)角度；若否，則讓步進(jìn)電機(jī) 1 反轉(zhuǎn)一個(gè)角度。本設(shè)計(jì)的 A/D 轉(zhuǎn)換程序流程圖如圖 19 所示。 首先，對(duì)相關(guān)引腳進(jìn)行初始化，把單片機(jī)的 PD PD5 和 PD6 引腳設(shè)置為輸出。 確定整個(gè)電路沒(méi)有短路情況之后，對(duì)硬件電路進(jìn)行供電。再對(duì) DS1302 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘程序進(jìn)行編寫，根據(jù)芯片的資料和時(shí)序要求，編寫程序，在開(kāi)發(fā)板的數(shù)碼管上顯示當(dāng)前時(shí)鐘。線焊接好再測(cè)試，步進(jìn)電機(jī)可以運(yùn)行。最后，我發(fā)現(xiàn)原來(lái)我沒(méi)對(duì)端口進(jìn)行初始化，當(dāng)加上端口初始化語(yǔ)句之后，正確的結(jié)果就出來(lái)了。 這次設(shè)計(jì)的太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)在軟件設(shè)計(jì)上較為巧妙，每隔 20 分鐘跟蹤調(diào)整一次，這樣就可以大大降低系統(tǒng)的能耗。=~(BIT(PA0)|BIT(PA1)|BIT(PA2)|BIT(PA3)|BIT(PA4))。(BIT(ADIF))))。 j++) //轉(zhuǎn) 1*n 圈 { for (i=0。 j++) //轉(zhuǎn) 1 n 圈 { for (i=0。 j++) //轉(zhuǎn) 1*n 圈 { for (i=0。 j++) //轉(zhuǎn) 1 n 圈 { for (i=0。 RST_H。 SCL_L。i8。 Delayus(5)。 l_tmpdate[1]=Read_Ds1302(0X83)。 }*/ Write_Ds1302(0x8E,0X00)。 } 30 致 謝 感謝他們一直以來(lái)對(duì)我的關(guān)心和支持。//將轉(zhuǎn)換好的 BCD時(shí)間值寫入相應(yīng)的地址 }*/ Write_Ds1302(0X80,0)。i7。 /*for(i=0。 if(SDA_IN) temp|=0x80。 Write_Ds1302_Byte(address)。 //發(fā)送數(shù)據(jù) RST_L。 //調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速 } } } /****************************************************************************/ void Write_Ds1302( unsigned char address,unsigned char dat ) { RST_L。 //調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速 } } } /********************************************************/ /* /*步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn) /* /********************************************************/ void motor_rev2() { uchar i。 //調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速 } 26 } } /********************************************************/ /* /*步進(jìn)電機(jī) 2 正轉(zhuǎn) PB0~PB3 /* /********************************************************/ void motor_ffw2() { uchar i。 //調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速 } } } /********************************************************/ /* /*步進(jìn)電機(jī) 1 反轉(zhuǎn) /* /********************************************************/ void motor_rev1() { uchar i。 //返回 10 位數(shù)據(jù) } /********************************************************/ /* /*步進(jìn)電機(jī) 1 正轉(zhuǎn) PB4~PB7 /* /******************************************