【文章內(nèi)容簡介】 用來精確檢測太陽的視高度。其電路圖如如 210所示。 圖 210 檢測電路 單片機模塊 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳 AT89C52 是一個低功耗高性能單片機， 40 個引腳， 32 個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時內(nèi)含 2個外部中斷口， 2 個 16 位可編程 定時計數(shù)器， 2個全雙工串行通信口， AT89C52 可以按照常規(guī)方法進行編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和 Flash 存儲器結(jié)合在一起，特別是可反復擦寫的 Flash 存儲器可有效地降低開發(fā)成本。 管腳說明如下： VCC：電源。 GND：地。 14 P0 口： P0 口是一個 8 位漏極開路的雙向 I/O 口。作為輸出口，每位能驅(qū)動 8 個 TTL 邏輯電平。對 P0 端口寫“ 1”時，引腳用做高阻抗輸入。當訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時， P0 口也被作為低 8 位地址 /數(shù)據(jù)復用。在這種模式下， P0 具有內(nèi)部上拉電阻。在 Flash 編程時， P0 口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。在程序校驗時，需要外部上拉電阻。 P1 口： P1 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個 TT 邏輯電平。當對 P1 端口寫“ 1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此 時可以作為輸入口使用。當作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。此外， 和 分別作為定時器 /計數(shù)器 2 的外部計數(shù)輸入（ ）和定時器 /計數(shù)器 2的觸發(fā)輸入（ ），在 Flash 編程和校驗時， P1 口接收低 8 位地址字節(jié)。 P2 口： P2 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個 TT 邏輯電平。對 P2 端口寫“ 1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。當作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于 內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。 P3 口： P3 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個 TT 邏輯電平。對 P3 端口寫“ 1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。當作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。 P3口也可作為 AT89C52 的一些特殊功能口，如下所示： RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時器 0外部輸入） T1（記時器 1外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） P3 口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。 15 RST: 復位輸入。在晶振工作時， RST 腳持續(xù)兩個機器周期高電平將使單片機復位?？撮T狗計時完成后， RST 腳輸出 96 個晶振周期的高電平。特殊寄存器 AUXR（地址 8EH）上的 DISRTO 位可以使此功能無效。在 DISRTO 默認狀態(tài)下，復位高電平有效。 ALE/PROG：地址鎖存控制信 號（ ALE）在訪問外部程序存儲器時，鎖存低 8 位地址的輸出脈沖。在 Flash 編程時，此引腳（ PROG）也用做編程輸入脈沖。 PSEN：外部程序存儲器選通信號（ PSEN）是外部程序存儲器選通信號。當AT89S52 從外部程序存儲器執(zhí)行外部代碼時， PSEN 在每個機器周期被激活兩次，而在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時， PSEN 將不被激活。 EA/VPP：訪問外部程序存儲器控制信號。為使能從 0000H 到 FFFFH 的外部程序存儲器讀取指令， EA 必須接 GND。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令， EA應該接 VCC。在Flash 編程期 間， EA 也接收 12 伏 VPP 電壓。 XTAL1：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。 XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。 AT89S52 單片機引腳功能介紹 (如圖 211)： 圖 211 AT89S52 DIP 封裝管腳分布圖 單片機 1通過與 ADC0809 連接，接收 ADC0809 轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)并對其作出判斷與比較，在 P2 口發(fā)出信號與單片機 2通信。其電路連接圖如圖 212 所示： 16 圖 212 單片機 1 電路圖 單片 機 2 通過接收單片機 1 的 P2 口發(fā)出的信號作出判斷控制水平與豎直方向上的電機運作以求太陽能板正對光線。其電路連接圖如圖 213 所示： 圖 213 單片機 2 電路圖 17 單片機 1 主要負責接收 ADC0809 轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)，并通過比較產(chǎn)生控制信號并將信號發(fā)送給單片機 2，而單片機 2 主要負責接收信號然后通過信號控制兩臺步進電機的運作從而達到實驗目的。兩片單片機的通信接口協(xié)議如表 25 所示： 表 25 單片機通信 接線 1 接線 2 接線 3 單片機 1 P2^6 P2^5 P2^4 單片機 2 P3^2 P3^3 P3^4 系統(tǒng)軟件設計 本設計，程序采用 C語言進行設計。程序中主要有以下幾個主要子程序：主程序， ADC0809 初始化、采集、轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)程序，電機驅(qū)動控制程序。程序源代碼見附錄。 18 三、 總體調(diào)試 軟硬件調(diào)試 硬件焊接及程序編寫完成后，在對整個系統(tǒng)調(diào)試的過程中，出現(xiàn)了電機不運轉(zhuǎn)等問題。主要通過單獨調(diào)試各個模塊及檢查相關(guān)硬件電路的焊接，找出問題所在，然后針對問題逐個擊破，最后成功完成本設計。 主要問題及解決方案 通道比較閥值的設置 由于采用 ADC0809 進行數(shù)模轉(zhuǎn)換，而在轉(zhuǎn)換過程中光敏電阻的采光是時時變化的，所以 8個通道的數(shù)據(jù)比較過程會有一定波動，如不加閥值比較則會致使電機不停工作，最后太陽能板無法準確對光。 在閥值的選定上，通過實物測試，最后選定在 +5（ 5）。這個閥值既能數(shù)據(jù)比較的準確性又能保證電機的正常運轉(zhuǎn)。 電機的防抖 在最初程序編寫過程，由于沒考慮到檢測時候的延時及數(shù)據(jù)的波動，導致最初的太陽能板在最后對光時不停波動。后來通過程序延時的加入、數(shù)據(jù)比較時閥 值的引入及實物測試終于使此問題得到改善，成功完成太陽能板的對光。 19 四、 設計總結(jié) 本次課程設計使我對設計一個完整的計算機控制系統(tǒng)有了更全面的體會，通過繪制電路原理圖，溫故了 PROTEL 軟件，提高了我的動手設計能力。電路焊接過程中，通過每個對模塊的焊接和測試，極大地提高了我動手分析解決問題的能力。 本設計通過兩片 AT89C52 分別控制數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片 ADC0809 與電機驅(qū)動控制芯片構(gòu)成數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換電路與電機驅(qū)動控制電路實現(xiàn)光源的自適應控制。同時又利用單片機 AT89C52 內(nèi)部計時器，節(jié)約了大量資源 。但是，由于存在步進電機轉(zhuǎn)角度數(shù)精度不高、手工制作的實驗裝置的不規(guī)整等非線性、 ADC0809 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換不夠精確等問題，所以存在誤差，所以本設計還有待繼續(xù)研究和改進。 在本次課程設計中，通過和隊員之間的合作，使得我們能順利完成設計任務，體會到了合作的力量，增強了我團隊合作意識，在方案選擇和電路原理圖的設計過程中，感謝老師的悉心指導，才能順利地完成設計，節(jié)省了很多時間來應付更大的障礙。特在此忠心感謝