【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 機(jī)垂直轉(zhuǎn)動(dòng) } Else //電機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng) {。} } 其中程序中參數(shù)flag_vertical_stop是電機(jī)垂直轉(zhuǎn)動(dòng)停止標(biāo)志，當(dāng)參數(shù)flag_vertical_stop = 1的時(shí)候，電機(jī)垂直轉(zhuǎn)動(dòng)停止，同樣，flag_horizontal_stop是電機(jī)水平轉(zhuǎn)動(dòng)停止標(biāo)志，當(dāng)參數(shù)flag_horizontal_stop = 1 的時(shí)候，電機(jī)水平轉(zhuǎn)動(dòng)停止。系統(tǒng)運(yùn)行后，先進(jìn)行初始化，初始化完成后，電機(jī)根據(jù)程序進(jìn)行檢測(cè)，若電機(jī)需要進(jìn)行水平方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，則電機(jī)開(kāi)始水平轉(zhuǎn)動(dòng)，若電機(jī)需要進(jìn)行垂直方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，則電機(jī)進(jìn)行垂直轉(zhuǎn)動(dòng)，否則，電機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)。一直檢查，依次循環(huán)，直至系統(tǒng)運(yùn)行停止。. 光強(qiáng)檢測(cè)模塊 光敏電阻光強(qiáng)比較法利用光敏電阻在光照時(shí)阻值發(fā)生變化的原理，將兩個(gè)完全相同的光敏電阻分別放置于 一塊電池板東西方向邊沿處的下方。如果太陽(yáng)光垂直照射太陽(yáng)能電池板時(shí)，兩個(gè)光敏電阻接收到的光照強(qiáng)度相同，所以它們的阻值完全相等，此時(shí)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)太陽(yáng)光方向與電池板垂直方向有夾角時(shí)，接收光強(qiáng)多的光敏電阻阻值減小，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，直至兩個(gè)光敏電阻上的光照強(qiáng)度相同。其優(yōu)點(diǎn)在于控制較精確，且電路也比較容易實(shí)現(xiàn)。其控制主要由以下三部分來(lái)完成: （1）信號(hào)采集部分 用光敏電阻實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集的電路原理為橋式電路，電路的輸出信號(hào)只與照射在兩個(gè)光敏電阻上光強(qiáng)的相對(duì)值有關(guān)，不受外界環(huán)境的影響，增加了裝置的抗干擾能力。 （2）數(shù)據(jù)處理部分采用非倒向放大接法，由運(yùn)算放大器及其外圍電阻組成線性放大單元。零電位調(diào)整單元以抵消零點(diǎn)漂移的直流信號(hào)。因調(diào)零后包含一定量的負(fù)脈沖信號(hào)，用反相單元為下一級(jí)電路提供正電壓信號(hào)。對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行判斷，當(dāng)輸出信號(hào)的強(qiáng)度大于一定值時(shí)，給下一級(jí)一個(gè)高電平信號(hào)；反之，提供低電平信號(hào)，這樣能屏蔽一些微小信號(hào)的擾動(dòng)，使系統(tǒng)的工作更穩(wěn)定。 （3）控制單元 根據(jù)前一級(jí)送出的觸發(fā)信號(hào)，控制電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)。由于繼電器在實(shí)現(xiàn)邏輯過(guò)程中 需要的吸合電流較大，會(huì)造成整體電路的耗電增大；另外，繼電器的反應(yīng)速度很慢，靈敏度不高，會(huì)造成設(shè)備整體靈敏度及精確度下降。 程序設(shè)計(jì)思想及說(shuō)明系統(tǒng)采用光敏電阻光強(qiáng)比較法，設(shè)計(jì)出一種全新的光電轉(zhuǎn)換裝置，很好的實(shí)現(xiàn)了光電轉(zhuǎn)換。它能夠利用光敏電阻比較法實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)水平、垂直方向的全方位跟蹤，晚上便自動(dòng)復(fù)位。當(dāng)太陽(yáng)的水平或垂直位置發(fā)生偏移時(shí)，DD2或DD4(另一組控制電路)四個(gè)光電管中必有一個(gè)受陽(yáng)光照射，這樣就可確認(rèn)太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的方向了?？刂齐娐酚袃山M，電路圖中是其中的一組，另一組電路與此相同。光電管是直接與控制電路連接的，當(dāng)太陽(yáng)能板正對(duì)太陽(yáng)時(shí)，DD2都是高電阻，A、B兩點(diǎn)電壓相等。運(yùn)放輸出的電壓相同，單片機(jī)收到的信號(hào)差為零，所以單片機(jī)不控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。若陽(yáng)光發(fā)生傾斜，使Dl被陽(yáng)光射中呈低電阻，則A點(diǎn)電位比B點(diǎn)高，信號(hào)經(jīng)過(guò)放大和轉(zhuǎn)換，則單片機(jī)使得電機(jī)得電轉(zhuǎn)動(dòng)并拖動(dòng)太陽(yáng)能板轉(zhuǎn)動(dòng)，使太陽(yáng)能板重新對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)。當(dāng)DD2重新轉(zhuǎn)為高電阻時(shí)，電機(jī)停轉(zhuǎn)。若陽(yáng)光偏轉(zhuǎn)時(shí)使D2被陽(yáng)光射中則電機(jī)反轉(zhuǎn)。不論哪種情況，電機(jī)運(yùn)動(dòng)的方向和太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的方向總是一致的．從而達(dá)到了跟蹤的目的。當(dāng)光敏電阻對(duì)準(zhǔn)陽(yáng)光時(shí)，采用微凋即可使得A、B兩點(diǎn)的電位相等，以提高系統(tǒng)的準(zhǔn)確度。 光敏電阻排列圖 光強(qiáng)檢測(cè)模塊流程圖 光強(qiáng)檢測(cè)模塊關(guān)鍵程序代碼 if ((vol_value_2 vol_value_4 ) amp。amp。 ((vol_value_2 vol_value_4) = jingdu_vertical)) { fan_zhuan_y(3000)。 AD_Start()。 } else if ((vol_value_2 vol_value_4 ) amp。amp。 ((vol_value_4 vol_value_2) = jingdu_vertical)) { right_zhuan_y(3000)。 AD_Start()。 } 該程序中參數(shù) vol_value_2 是硅光片上面的光敏電阻經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換所得的電壓值，參數(shù)vol_value_4是硅光片下面的光敏電阻經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換所得的電壓值，上段程序是將上下兩個(gè)光敏電阻吸收的陽(yáng)光通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換變?yōu)殡妷汉筮M(jìn)行比較，從而控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。 電機(jī)水平轉(zhuǎn)動(dòng)控制部分當(dāng)通過(guò)AD轉(zhuǎn)換后，單片機(jī)得到左右兩邊的輸出電壓，若左右兩邊的輸出電壓不相等時(shí)，水平電機(jī)控制部分別開(kāi)始工作，若左邊電壓值比右邊電壓值高且左邊電壓與右邊電壓差的絕對(duì)值超過(guò)一定的范圍時(shí)，電機(jī)開(kāi)始向右轉(zhuǎn)，反之，若右面電壓比左面電壓大，且左右兩面電壓差的絕對(duì)值超過(guò)一定范圍后，電機(jī)向左轉(zhuǎn)，否則，電機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)水平控制結(jié)束后，水平轉(zhuǎn)動(dòng)停止，垂直轉(zhuǎn)動(dòng)開(kāi)始。在這個(gè)模塊中，超過(guò)一定是絕對(duì)值是為了避免因?yàn)楹苄〉恼`差或者一些沒(méi)有必要轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下電機(jī)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，提高了電機(jī)的利用效率。 程序設(shè)計(jì)思想或說(shuō)明通過(guò)AD轉(zhuǎn)換得到光敏電阻的電壓值，將左右或上下的電壓值進(jìn)行比較，根據(jù)電壓值的不同進(jìn)行電機(jī)的調(diào)整。以電機(jī)的水平調(diào)整為例，若左面電壓值大于右面電壓值，則表示左面接收的太陽(yáng)光必右面的多，則電機(jī)通過(guò)步進(jìn)電機(jī)向右轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，左右兩面的電壓也一直還在比較，直到左右兩邊電壓相等或兩面電壓的絕對(duì)值在一定的范圍內(nèi)，電機(jī)水平轉(zhuǎn)動(dòng)停止。 部分程序說(shuō)明及電機(jī)水平轉(zhuǎn)動(dòng)控制部分流程圖 if ((vol_value_1 vol_value_3 ) amp。amp。 ((vol_value_1 vol_value_3) = jingdu_horizontal)) { right_zhuan(1500)。 AD_Start()。 } 這幾句程序是比較左右兩面的電壓值大小，如果左面的電壓值大于右面的電壓值，且它們差的絕對(duì)值大于設(shè)定的精度時(shí)，電機(jī)進(jìn)行正轉(zhuǎn)。 電機(jī)水平轉(zhuǎn)動(dòng)控制流程圖電機(jī)是我們的生活中不可或缺的動(dòng)力源，常用的有交流電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)和直流電機(jī)。直流電機(jī)是日常生活中廣泛使用的一個(gè)電氣產(chǎn)品，太陽(yáng)能全天候跟蹤系統(tǒng)跟蹤太陽(yáng)這樣的動(dòng)作，需要能進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)控制和立刻停止控制的電路，實(shí)際中通常采用微控制器和專(zhuān)用IC芯片。單獨(dú)使用直流電機(jī)尚不能達(dá)到精確的定位控制，只有將它與旋轉(zhuǎn)編碼器組合起來(lái)，才能實(shí)現(xiàn)精確的位置控制和速度控制。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)（也稱脈沖電機(jī)）是一種跟蹤給定脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)。因此，單純向它施加電壓是不會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)動(dòng)的。換句話說(shuō)，要使它轉(zhuǎn)動(dòng)必須借助控制電路，在這個(gè)控制電路中，往往需要微控制器或?qū)Ｓ眯酒?。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。由于全天候控制系統(tǒng)是隨的太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)的，因?yàn)樘?yáng)離地球太遠(yuǎn)了，在很短時(shí)間內(nèi)，檢測(cè)系統(tǒng)是感覺(jué)不到太陽(yáng)在移動(dòng)，需過(guò)一段時(shí)間才能感覺(jué)到太陽(yáng)已經(jīng)偏移原來(lái)位置，所以要求電機(jī)隔一段時(shí)間轉(zhuǎn)一個(gè)角度后馬上停下來(lái)。綜合上面對(duì)直流和步進(jìn)電機(jī)的性能等進(jìn)行的比較分析，我們選用步進(jìn)電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)是機(jī)電控制中一種常用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它的用途是將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移，通俗地說(shuō)：當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度（即步進(jìn)角）。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。8拍的方式：八個(gè)狀態(tài)：在A與A正電壓，B與B不給電懸空；在A與A正電壓，B與B也給正電壓；A與A不給電壓懸空，B與B正電壓；A與A給負(fù)電壓，B與B給正電壓；A與A給負(fù)電壓，B與B不給懸空；A與A給負(fù)電壓，B與B給負(fù)電壓；A與A不給電懸空，B與B給負(fù)電壓；A與給正電壓，B與B給負(fù)電壓；按以上八個(gè)狀態(tài)輪流供電，控制一下脈寬應(yīng)該就可以了。要實(shí)現(xiàn)電機(jī)反轉(zhuǎn)，只要相應(yīng)時(shí)序取反即可。 部分驅(qū)動(dòng)程序說(shuō)明 P1OUT=~F_Rotation[w]。 該句程序?qū)崿F(xiàn)的是正轉(zhuǎn)，通過(guò)芯片STC12C5A60S2的P1口輸出，傳入步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)。P1OUT=~B_Rotation[w]。 該句程序?qū)崿F(xiàn)的是反轉(zhuǎn)，通過(guò)芯片STC12C5A60S2的P1口輸出，傳入步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)電機(jī)的反轉(zhuǎn)。 電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分實(shí)現(xiàn)的功能電機(jī)的驅(qū)動(dòng)部分需要實(shí)現(xiàn)電機(jī)的垂直轉(zhuǎn)動(dòng)控制和電機(jī)的水平轉(zhuǎn)動(dòng)控制，其中電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)分為電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的原理及流程圖都是類(lèi)似的，其中以電機(jī)的垂直轉(zhuǎn)動(dòng)控制部分為例。 程序設(shè)計(jì)思想及說(shuō)明在程序中，電機(jī)的正轉(zhuǎn)速度為sutu，無(wú)符號(hào)整型w從0開(kāi)始增加，每執(zhí)行一次程序w增加1，根據(jù)語(yǔ)句 P1OUT=~F_Rotation[w]實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)時(shí)序，并由P1口輸出，延時(shí)語(yǔ)句Delay(sudu)將其速度穩(wěn)定為sutu，由語(yǔ)句for(w=0。w4。w++)設(shè)定當(dāng)w = 4 的時(shí)候程序執(zhí)行結(jié)束。同理，電機(jī)反轉(zhuǎn)的時(shí)候原理相同，僅有語(yǔ)句 P1OUT=~B_Rotation[w]不同，輸出同樣有P1口輸出。電機(jī)垂直控制中的正轉(zhuǎn)部分流程圖如下： 垂直電機(jī)控制中的電機(jī)正轉(zhuǎn)部分 當(dāng)移動(dòng)程序開(kāi)始后，若W部位0，電機(jī)開(kāi)始正轉(zhuǎn)，速度為sutu,且通過(guò)延時(shí)程序?qū)⑺俣缺３衷趕utu一段時(shí)間，在延時(shí)過(guò)程中，W自減，直至W為0，垂直電機(jī)的正轉(zhuǎn)停止。 void right_zhuan_y(uint sudu) { unit w。 for(w=0。w4。w++) //4相 { P1OUT=~F_Rotation[w]。 //正轉(zhuǎn)時(shí)序 Delay(sudu)。 //速度為sudu }} 該段程序中，參數(shù)sudu代表電機(jī)的正轉(zhuǎn)速度，該段程序表示電機(jī)垂直控制部分電機(jī)的正轉(zhuǎn)。電機(jī)的反轉(zhuǎn)部分的程序及原理同電機(jī)正轉(zhuǎn)部分類(lèi)似。 電機(jī)的水平控制部分同電機(jī)垂直控制部分類(lèi)似。 DS1302 時(shí)鐘模塊的功能本設(shè)計(jì)采用的是光電跟蹤方式，不需要知道現(xiàn)在時(shí)間來(lái)計(jì)算太陽(yáng)位置。但是對(duì)于日出日落的判斷需要要用時(shí)鐘芯片的幫助。單片機(jī)內(nèi)部可以采用定時(shí)/計(jì)數(shù)器來(lái)進(jìn)行時(shí)間的推算，但是這種方式時(shí)間不夠精確，且占用系統(tǒng)內(nèi)存和系統(tǒng)大量的時(shí)間，不適合本設(shè)計(jì)使用。這里我們使用DS1302時(shí)鐘芯片來(lái)計(jì)算時(shí)間。太陽(yáng)相對(duì)地球的位置變化緩慢，所以不需要跟蹤裝置時(shí)刻運(yùn)行。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行后，DS1302開(kāi)始計(jì)時(shí)，每十分鐘向單片機(jī)發(fā)送一次數(shù)據(jù)，控制單片機(jī)對(duì)光電檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行掃描。假定太陽(yáng)光強(qiáng)的有效時(shí)間為早上8點(diǎn)到下午5點(diǎn)，當(dāng)時(shí)鐘芯片計(jì)時(shí)滿10個(gè)小時(shí)后，控制單片機(jī)回到早上八點(diǎn)鐘的時(shí)刻位置，以便于第二天的運(yùn)行。 程序設(shè)計(jì)思想DS1302有12個(gè)寄存器，其中七個(gè)寄存器存放與日歷，時(shí)鐘相關(guān)。將時(shí)間數(shù)據(jù)寫(xiě)入后讀出并顯示。 部分程序說(shuō)明及流程圖 unsigned char Read_Ds1302 ( unsigned char address ){ unsigned char i,temp=0x00。 RST=0。 _nop_()。 SCK=0。 _nop_()。 RST=1。 _nop_()。 Write_Ds1302_Byte(address)。 for (i=0。i8。i++) //循環(huán)8次 讀取數(shù)據(jù) { if(SDA) temp|=0x80。 //每次傳輸?shù)妥止?jié) SCK=0。 temp=1。 //右移一位 SCK=1。 } RST=0。 _nop_()。 //以下為DS1302復(fù)位的穩(wěn)定時(shí)間 RST=0。 SCK=0。 _nop_()。 SCK=1。 _nop_()。 SDA=0。 _nop_()。 SDA=1。 _nop_()。 return (temp)。 //返回}