【文章內(nèi)容簡介】 機(jī)垂直轉(zhuǎn)動 } Else //電機(jī)不轉(zhuǎn)動 {。} } 其中程序中參數(shù)flag_vertical_stop是電機(jī)垂直轉(zhuǎn)動停止標(biāo)志，當(dāng)參數(shù)flag_vertical_stop = 1的時候，電機(jī)垂直轉(zhuǎn)動停止，同樣，flag_horizontal_stop是電機(jī)水平轉(zhuǎn)動停止標(biāo)志，當(dāng)參數(shù)flag_horizontal_stop = 1 的時候，電機(jī)水平轉(zhuǎn)動停止。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，若電機(jī)需要進(jìn)行水平方向的轉(zhuǎn)動，則電機(jī)開始水平轉(zhuǎn)動，若電機(jī)需要進(jìn)行垂直方向的轉(zhuǎn)動，則電機(jī)進(jìn)行垂直轉(zhuǎn)動，否則，電機(jī)不轉(zhuǎn)動。一直檢查，依次循環(huán)，直至系統(tǒng)運(yùn)行停止。. 光強(qiáng)檢測模塊 光敏電阻光強(qiáng)比較法利用光敏電阻在光照時阻值發(fā)生變化的原理，將兩個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。如果太陽光垂直照射太陽能電池板時，兩個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，此時電動機(jī)不轉(zhuǎn)動。當(dāng)太陽光方向與電池板垂直方向有夾角時，接收光強(qiáng)多的光敏電阻阻值減小，驅(qū)動電動機(jī)轉(zhuǎn)動，直至兩個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完成: （1）信號采集部分 用光敏電阻實(shí)現(xiàn)信號采集的電路原理為橋式電路，電路的輸出信號只與照射在兩個光敏電阻上光強(qiáng)的相對值有關(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。因調(diào)零后包含一定量的負(fù)脈沖信號，用反相單元為下一級電路提供正電壓信號。對輸入信號進(jìn)行判斷，當(dāng)輸出信號的強(qiáng)度大于一定值時，給下一級一個高電平信號；反之，提供低電平信號，這樣能屏蔽一些微小信號的擾動，使系統(tǒng)的工作更穩(wěn)定。 （3）控制單元 根據(jù)前一級送出的觸發(fā)信號，控制電動機(jī)的工作狀態(tài)。由于繼電器在實(shí)現(xiàn)邏輯過程中 需要的吸合電流較大，會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)對太陽水平、垂直方向的全方位跟蹤，晚上便自動復(fù)位。當(dāng)太陽的水平或垂直位置發(fā)生偏移時，DD2或DD4(另一組控制電路)四個光電管中必有一個受陽光照射，這樣就可確認(rèn)太陽運(yùn)動的方向了?？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)太陽能板正對太陽時，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)收到的信號差為零，所以單片機(jī)不控制電動機(jī)轉(zhuǎn)動。若陽光發(fā)生傾斜，使Dl被陽光射中呈低電阻，則A點(diǎn)電位比B點(diǎn)高，信號經(jīng)過放大和轉(zhuǎn)換，則單片機(jī)使得電機(jī)得電轉(zhuǎn)動并拖動太陽能板轉(zhuǎn)動，使太陽能板重新對準(zhǔn)太陽。當(dāng)DD2重新轉(zhuǎn)為高電阻時，電機(jī)停轉(zhuǎn)。若陽光偏轉(zhuǎn)時使D2被陽光射中則電機(jī)反轉(zhuǎn)。不論哪種情況，電機(jī)運(yùn)動的方向和太陽運(yùn)動的方向總是一致的．從而達(dá)到了跟蹤的目的。當(dāng)光敏電阻對準(zhǔn)陽光時，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)檢測模塊流程圖 光強(qiáng)檢測模塊關(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A/D轉(zhuǎn)換所得的電壓值，上段程序是將上下兩個光敏電阻吸收的陽光通過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)動控制部分當(dāng)通過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，水平電機(jī)控制部分別開始工作，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值超過一定的范圍時，電機(jī)開始向右轉(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值超過一定范圍后，電機(jī)向左轉(zhuǎn)，否則，電機(jī)不轉(zhuǎn)動。當(dāng)水平控制結(jié)束后，水平轉(zhuǎn)動停止，垂直轉(zhuǎn)動開始。在這個模塊中，超過一定是絕對值是為了避免因?yàn)楹苄〉恼`差或者一些沒有必要轉(zhuǎn)動的情況下電機(jī)發(fā)生轉(zhuǎn)動，提高了電機(jī)的利用效率。 程序設(shè)計(jì)思想或說明通過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光必右面的多，則電機(jī)通過步進(jìn)電機(jī)向右轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)動的同時，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值在一定的范圍內(nèi)，電機(jī)水平轉(zhuǎn)動停止。 部分程序說明及電機(jī)水平轉(zhuǎn)動控制部分流程圖 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，且它們差的絕對值大于設(shè)定的精度時，電機(jī)進(jìn)行正轉(zhuǎn)。 電機(jī)水平轉(zhuǎn)動控制流程圖電機(jī)是我們的生活中不可或缺的動力源，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電氣產(chǎn)品，太陽能全天候跟蹤系統(tǒng)跟蹤太陽這樣的動作，需要能進(jìn)行轉(zhuǎn)動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，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轉(zhuǎn)動的電機(jī)。因此，單純向它施加電壓是不會導(dǎo)致轉(zhuǎn)動的。換句話說，要使它轉(zhuǎn)動必須借助控制電路，在這個控制電路中，往往需要微控制器或?qū)Ｓ眯酒２竭M(jìn)電機(jī)能根據(jù)給定的脈沖信號實(shí)現(xiàn)精確的定位控制，而且即使在停止時也有制動轉(zhuǎn)矩，這些特性全天候跟蹤系統(tǒng)轉(zhuǎn)動控制都是很有利的。由于全天候控制系統(tǒng)是隨的太陽轉(zhuǎn)動的，因?yàn)樘栯x地球太遠(yuǎn)了，在很短時間內(nèi)，檢測系統(tǒng)是感覺不到太陽在移動，需過一段時間才能感覺到太陽已經(jīng)偏移原來位置，所以要求電機(jī)隔一段時間轉(zhuǎn)一個角度后馬上停下來。綜合上面對直流和步進(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：當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度（即步進(jìn)角）。通過控制脈沖個數(shù)即可以控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動的速度和加速度，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)時序取反即可。 部分驅(qū)動程序說明 P1OUT=~F_Rotation[w]。 該句程序?qū)崿F(xiàn)的是正轉(zhuǎn)，通過芯片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)動部分實(shí)現(xiàn)的功能電機(jī)的驅(qū)動部分需要實(shí)現(xiàn)電機(jī)的垂直轉(zhuǎn)動控制和電機(jī)的水平轉(zhuǎn)動控制，其中電機(jī)的轉(zhuǎn)動分為電機(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似的，其中以電機(jī)的垂直轉(zhuǎn)動控制部分為例。 程序設(shè)計(jì)思想及說明在程序中，電機(jī)的正轉(zhuǎn)速度為sutu，無符號整型w從0開始增加，每執(zhí)行一次程序w增加1，根據(jù)語句 P1OUT=~F_Rotation[w]實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)時序，并由P1口輸出，延時語句Delay(sudu)將其速度穩(wěn)定為sutu，由語句for(w=0。w4。w++)設(shè)定當(dāng)w = 4 的時候程序執(zhí)行結(jié)束。同理，電機(jī)反轉(zhuǎn)的時候原理相同，僅有語句 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)移動程序開始后，若W部位0，電機(jī)開始正轉(zhuǎn)，速度為sutu,且通過延時程序?qū)⑺俣缺３衷趕utu一段時間，在延時過程中，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)部分類似。 電機(jī)的水平控制部分同電機(jī)垂直控制部分類似。 DS1302 時鐘模塊的功能本設(shè)計(jì)采用的是光電跟蹤方式，不需要知道現(xiàn)在時間來計(jì)算太陽位置。但是對于日出日落的判斷需要要用時鐘芯片的幫助。單片機(jī)內(nèi)部可以采用定時/計(jì)數(shù)器來進(jìn)行時間的推算，但是這種方式時間不夠精確，且占用系統(tǒng)內(nèi)存和系統(tǒng)大量的時間，不適合本設(shè)計(jì)使用。這里我們使用DS1302時鐘芯片來計(jì)算時間。太陽相對地球的位置變化緩慢，所以不需要跟蹤裝置時刻運(yùn)行。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行后，DS1302開始計(jì)時，每十分鐘向單片機(jī)發(fā)送一次數(shù)據(jù)，控制單片機(jī)對光電檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行掃描。假定太陽光強(qiáng)的有效時間為早上8點(diǎn)到下午5點(diǎn)，當(dāng)時鐘芯片計(jì)時滿10個小時后，控制單片機(jī)回到早上八點(diǎn)鐘的時刻位置，以便于第二天的運(yùn)行。 程序設(shè)計(jì)思想DS1302有12個寄存器，其中七個寄存器存放與日歷，時鐘相關(guān)。將時間數(shù)據(jù)寫入后讀出并顯示。 部分程序說明及流程圖 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)定時間 RST=0。 SCK=0。 _nop_()。 SCK=1。 _nop_()。 SDA=0。 _nop_()。 SDA=1。 _nop_()。 return (temp)。 //返回}