【正文】 CLOCK 輸入時(shí)鐘時(shí)序， CPU從 DATA OUT 端接收前一次 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果。內(nèi)部轉(zhuǎn)換器具有高速（ 10181。采用串行通信接口，具有輸入通道多、性價(jià)比高、易于和單片機(jī)接口的特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于各種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 。因此， ULN20xxA 非常適合驅(qū)動(dòng)小功率的步進(jìn)電機(jī)。但由于晶體三極管的承載電流比較小，驅(qū)動(dòng)能力受到限制，因?yàn)槭欠至⒃€(wěn)定性不敢保證，且體積比較大。 步進(jìn)電機(jī) AIRPAX 簡(jiǎn)介 本次設(shè)計(jì)采用 APIRPAX 步進(jìn)電機(jī)。如果以該勵(lì)磁方式控制步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)。其中全步勵(lì)磁方式又有一相勵(lì)磁和二相勵(lì)磁之分；半步勵(lì)磁又稱一二相勵(lì)磁。四相八拍運(yùn)行方式，即 AABBBCCCDDDAA。 表示： 圖 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)框圖 步進(jìn)電機(jī)的靜態(tài)指標(biāo)： 相數(shù)：電機(jī)內(nèi)部的線圈組數(shù)。 步進(jìn)電機(jī)分類 步進(jìn)電機(jī)分三種：永磁式（ PM），反應(yīng)式（ VR），和混合式（ HB）。 方案二：選擇步進(jìn)電機(jī)。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。當(dāng) P3 口寫入“ 1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口作為第八位地址接收。 STC89C52 主要功能模塊： 與 MCS51 兼容 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時(shí)間： 10 年 全靜態(tài)工作： 0Hz24Hz 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 128*8 位內(nèi)部 RAM 32 可編程 I/O 線 兩個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 基于單片機(jī)的太陽(yáng)能跟蹤控制 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 6 5 個(gè)中斷源 可編程串行通道 低功耗的閑置和掉電模式 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 STC89C52 管角說(shuō)明： VCC：供電電壓。 結(jié)合本次設(shè)計(jì)的任務(wù)要求，以及上訴兩種方案的參照對(duì)比，我決定采用方案 2。 方案論證 主控系統(tǒng)選擇 方案一：采用高性能嵌入式系統(tǒng)，比如 ARM。該系統(tǒng)具有低成本的優(yōu)點(diǎn)，且具有較好的抗干擾能力，提高了對(duì)太陽(yáng)光能的利用率。單軸跟蹤的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是由于入射光線不能始終與主光軸平行， 收集太陽(yáng)能的效果并不理想。但受天氣的影響較大，如果在稍長(zhǎng)時(shí)間段里出現(xiàn)烏云遮住太陽(yáng)的情況，太陽(yáng)光線往往不能照到光電管上，導(dǎo)致跟蹤裝置無(wú)法對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)，甚至引起執(zhí)行結(jié)構(gòu)的誤動(dòng)作。目前太陽(yáng)能電池板普遍采用半自動(dòng)單軸跟蹤方式和電池板固定朝南安裝的方式。最后通過(guò)搭建硬件實(shí)驗(yàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)先設(shè)計(jì)跟蹤目標(biāo)。基于單片機(jī)的太陽(yáng)能跟蹤控制 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 I 1 摘要 能源短缺問(wèn)題是目前許多國(guó)家面臨的重要問(wèn)題，太陽(yáng)能作為一種清潔無(wú)污染的能源，有著巨大的開(kāi)發(fā)前景。 關(guān)鍵詞 ：光電傳感器；單片機(jī)； C 語(yǔ)言；跟蹤；步進(jìn)電機(jī) 基于單片機(jī)的太陽(yáng)能跟蹤控制 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 II ABSTRACT Energy shortage is an important issue facing many countries, solar energy as a clean and nonpolluting energy, has great development prospects. Ours is a country rich in solar energy resources are more full use of solar energy resources, energy strategy has farreaching significance. Use of solar energy is the key to increase solar collection efficiency of solar energy panels, solar panels receiving direct sunlight, thereby obtaining the maximum solar illumination intensity, so as to maximize solar collection. For the problem of improving the utilization of solar energy research, design a microcontrollerbased photovoltaic solar automatic tracking controller parison. The AT89S52 microcontroller as the core control elements, by two photoelectric sensor to the signal through the parison circuit and A / D, will pare the results to the MCU, the MCU analytical processing data and output to the ULN20xxA to control the fiveline fourphase stepper motor to achieve the position of the sun tracking. The system has the advantages of low cost, and has good antijamming capability, improved the utilization of solar energy. Finished first in the design simulation of the program, and then mainly through the editor, using C language programming, and plete the program design, by downloading device will be programmed into the microcontroller. Finally, to achieve the prebuilt hardware experiments designed to track the target. Keywords: photoelectric sensor。這些方法存在的缺點(diǎn)是：轉(zhuǎn)換效率較低、跟蹤適應(yīng)能力弱、跟蹤精度低。 2. 視日運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤 根據(jù)跟蹤系數(shù)的軸數(shù)，視日運(yùn)動(dòng)軌跡系統(tǒng)可分為單軸和雙軸兩種。 (2)雙軸跟蹤 如果能能夠在太陽(yáng)高度和赤緯角的變化上都能夠跟蹤太陽(yáng)就可以獲得最大的太陽(yáng)能，全跟蹤即雙軸跟蹤就是根據(jù)這樣的要求設(shè)計(jì)的。 太陽(yáng)能跟蹤控制器的研究?jī)?nèi)容與過(guò)程 第一步：分析太陽(yáng)跟蹤裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)分析及可能的工作狀態(tài)，提出合理的控制策略。如果采用此方案，可以很好的解決數(shù)據(jù)處理和控制功能，但是 ARM 價(jià)格昂貴且本科階段很少接觸，在短時(shí)間內(nèi)完成困難比較大。具基于單片機(jī)的太陽(yáng)能跟蹤控制 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 5 體采用 STC89C52 控制芯片，下面 介紹一下 STC89C52。 GND：接地。 P2 口： P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4個(gè) TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫“ 1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè) ALE脈沖。 EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn)是可以精確控制電機(jī)選擇步數(shù)和角度，缺點(diǎn)就是力矩比較小，容易失步，而且價(jià)格比較昂貴。 永磁式步進(jìn)一般為兩相 ，轉(zhuǎn)矩和體積較小，步進(jìn)角一般為 度，或 15 度。目前常用的有二相，三相，四相，五相步進(jìn)電機(jī)。 步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)態(tài)指標(biāo)： 步距角精度：步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)步距角的實(shí)際值和理論值的誤差，用百分比表示：誤差 /步距角 100%。假設(shè)每旋轉(zhuǎn)一圈需要 200 個(gè)脈沖信號(hào)來(lái)勵(lì)磁，可以計(jì)算出每個(gè)勵(lì)磁信號(hào)能使步進(jìn)電機(jī)前進(jìn) 1,8 度。若勵(lì)磁信號(hào)反向傳遞，則步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)。 工作電壓： 5V。 方案二：步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)可以選用專用的電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，如 L298,FT5754 等，這類驅(qū)動(dòng)模塊接口簡(jiǎn)單，操作方便，他們既可以驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，也可驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)。 圖 ULN20xxA 內(nèi)部邏輯圖 基于單片機(jī)的太陽(yáng)能跟蹤控制 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 12 A/D 轉(zhuǎn)換方案選擇 方案一：并行輸出 A/D 轉(zhuǎn)換器，如 ADC0809。 TLC1543 為 20 腳 DIP 裝的 CMOS 10 位開(kāi)關(guān)電容逐次 A/D 逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器，引腳排列如圖 1 所示。S 轉(zhuǎn)換時(shí)間），高精度（ 10 分辨率，最大177。 I/O CLOCK 從 CPU 接收 10 時(shí)鐘長(zhǎng)度的時(shí)鐘序列。 光敏電阻器都制成薄片結(jié)構(gòu)，以便吸收更多的光能。由于電橋法線路原理簡(jiǎn)明，儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，測(cè)量的靈敏度和精確度較高等優(yōu)點(diǎn)，使它廣泛應(yīng)用于電磁測(cè)量，也廣泛應(yīng)用于非電量測(cè)量。 運(yùn)放 LM358 簡(jiǎn)介 通過(guò)光敏電阻采集到的信號(hào)需要通過(guò)運(yùn)算放大電路轉(zhuǎn)化成適合單片機(jī)處理的信號(hào)，因此用到集成運(yùn)算放大器。電源電壓范圍寬：?jiǎn)坞娫?(3— 30V)；雙電源 (177。輸出電壓擺幅大（ 0 至 ) 。 單片機(jī)在過(guò)程控制中，通常是對(duì)一個(gè)過(guò)程的直接數(shù)字控制，也即是 DDC 控制，很少涉及管理，其原因在于單片機(jī)的內(nèi)存容量，速度，字長(zhǎng)都不適應(yīng)于管理目的。 本設(shè)計(jì)跟蹤控制裝置屬于典型的閉環(huán)控制系統(tǒng)，需要控制的對(duì)象是兩片感光電路板。如圖 所示： 圖 A/D 采集電路原理圖 單片機(jī)軟件編程可以使復(fù)雜的控制過(guò)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和精確控制，避免了失步、振蕩等對(duì)控制精度的影響；用軟件代替環(huán)形分配器，通過(guò)對(duì)單片機(jī)的設(shè)定，用同一種電路實(shí)現(xiàn)了多相步進(jìn)電機(jī)的控制和驅(qū)動(dòng)，大大提高了接口電路的靈活性和通用性；單片機(jī)的強(qiáng)大功能使顯示電路、鍵盤電路、復(fù)位電路等外圍電路有機(jī)的組合，大大提高系統(tǒng)的交互性。升速時(shí)，使脈沖頻率逐漸升高，降速時(shí)則相反。 Coil_OFF。若兩通道采集結(jié)果相等，表示跟蹤上太陽(yáng)光的位置，步進(jìn)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。 TL1=0。 DelayUs2x(245)。 case 0xfd:return 2。 先判斷啟停標(biāo)志，若是起動(dòng)狀態(tài)，再判斷正反轉(zhuǎn)標(biāo)志。break。i++。 case 7:Coil_DA1。break。j++。 case 6:Coil_AB1。 default:break。 ab 的后四位是通道選擇。j 10。 clk43 = 0。 for(i = 0。//延時(shí) clk43 = 0。 [1] = ab 6。對(duì)于目前太陽(yáng)能跟蹤控制領(lǐng)域存在的數(shù)字控制價(jià)格昂貴，模擬控制適應(yīng)性差，精度低的問(wèn)題。 STC89C52 是一種低功耗，高性能的 8 位單品機(jī)。 在這里我還要感謝在沈陽(yáng)理工大學(xué)所有教過(guò)我的老師，在大學(xué)這幾年學(xué)習(xí)期間給予了我良好的學(xué)習(xí)環(huán)境與學(xué)習(xí)氛圍，讓我學(xué)習(xí)到豐富的專業(yè)知識(shí)和待人處事的方法，提高了我的自學(xué)的能力，分析能力和解決問(wèn)題的能力。 [8]太陽(yáng)能：未來(lái)理想能源 .大眾科技報(bào) 基于單片機(jī)的太陽(yáng)能跟蹤控制 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 34 附錄 A 英文原文 Solar Tracking System Solar tracking system is thermal and photovoltaic power generation process, the most optimal use of sunlight, to improve the photoelectric conversion efficiency of the mechanical system and the electronic control unit, prising: a motor (DC, stepper, servo, plaarygear motor, motor plunger ), worm, sensor systems and so on. In the solar photovoltaic applications: Keep solar panels facing the sun at any time, so that at any time the vertical rays of sunlight illuminated solar panels power plant, the use of solar tracking system can significantly improve the power generation efficiency of solar photovoltaic module