【文章內(nèi)容簡介】 機垂直轉(zhuǎn)動 } Else //電機不轉(zhuǎn)動 {。} } 其中程序中參數(shù)flag_vertical_stop是電機垂直轉(zhuǎn)動停止標志，當(dāng)參數(shù)flag_vertical_stop = 1的時候，電機垂直轉(zhuǎn)動停止，同樣，flag_horizontal_stop是電機水平轉(zhuǎn)動停止標志，當(dāng)參數(shù)flag_horizontal_stop = 1 的時候，電機水平轉(zhuǎn)動停止。系統(tǒng)運行后，先進行初始化，初始化完成后，電機根據(jù)程序進行檢測，若電機需要進行水平方向的轉(zhuǎn)動，則電機開始水平轉(zhuǎn)動，若電機需要進行垂直方向的轉(zhuǎn)動，則電機進行垂直轉(zhuǎn)動，否則，電機不轉(zhuǎn)動。一直檢查，依次循環(huán)，直至系統(tǒng)運行停止。. 光強檢測模塊 光敏電阻光強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度相同，所以它們的阻值完全相等，此時電動機不轉(zhuǎn)動。當(dāng)太陽光方向與電池板垂直方向有夾角時，接收光強多的光敏電阻阻值減小，驅(qū)動電動機轉(zhuǎn)動，直至兩個光敏電阻上的光照強度相同。其優(yōu)點在于控制較精確，且電路也比較容易實現(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)整單元以抵消零點漂移的直流信號。因調(diào)零后包含一定量的負脈沖信號，用反相單元為下一級電路提供正電壓信號。對輸入信號進行判斷，當(dāng)輸出信號的強度大于一定值時，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，控制電動機的工作狀態(tài)。由于繼電器在實現(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)計思想及說明系統(tǒng)采用光敏電阻光強比較法，設(shè)計出一種全新的光電轉(zhuǎn)換裝置，很好的實現(xiàn)了光電轉(zhuǎn)換。它能夠利用光敏電阻比較法實現(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，這樣就可確認太陽運動的方向了。控制電路有兩組，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兩點電壓相等。運放輸出的電壓相同，單片機收到的信號差為零，所以單片機不控制電動機轉(zhuǎn)動。若陽光發(fā)生傾斜，使Dl被陽光射中呈低電阻，則A點電位比B點高，信號經(jīng)過放大和轉(zhuǎn)換，則單片機使得電機得電轉(zhuǎn)動并拖動太陽能板轉(zhuǎn)動，使太陽能板重新對準太陽。當(dāng)DD2重新轉(zhuǎn)為高電阻時，電機停轉(zhuǎn)。若陽光偏轉(zhuǎn)時使D2被陽光射中則電機反轉(zhuǎn)。不論哪種情況，電機運動的方向和太陽運動的方向總是一致的．從而達到了跟蹤的目的。當(dāng)光敏電阻對準陽光時，采用微凋即可使得A、B兩點的電位相等，以提高系統(tǒng)的準確度。 光敏電阻排列圖 光強檢測模塊流程圖 光強檢測模塊關(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行比較，從而控制電機的正反轉(zhuǎn)。 電機水平轉(zhuǎn)動控制部分當(dāng)通過AD轉(zhuǎn)換后，單片機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，電機向左轉(zhuǎn)，否則，電機不轉(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為很小的誤差或者一些沒有必要轉(zhuǎn)動的情況下電機發(fā)生轉(zhuǎn)動，提高了電機的利用效率。 程序設(shè)計思想或說明通過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行比較，根據(jù)電壓值的不同進行電機的調(diào)整。以電機的水平調(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，則電機通過步進電機向右轉(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)，電機水平轉(zhuǎn)動停止。 部分程序說明及電機水平轉(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，電機進行正轉(zhuǎn)。 電機水平轉(zhuǎn)動控制流程圖電機是我們的生活中不可或缺的動力源，常用的有交流電機，步進電機和直流電機。直流電機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，需要能進行轉(zhuǎn)動控制和立刻停止控制的電路，實際中通常采用微控制器和專用IC芯片。單獨使用直流電機尚不能達到精確的定位控制，只有將它與旋轉(zhuǎn)編碼器組合起來，才能實現(xiàn)精確的位置控制和速度控制。步進電機是一種能夠根據(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。步進電機（也稱脈沖電機）是一種跟蹤給定脈沖信號轉(zhuǎn)動的電機。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?。步進電機能根據(jù)給定的脈沖信號實現(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，因為太陽離地球太遠了，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電機的性能等進行的比較分析，我們選用步進電機。步進電機是機電控制中一種常用的執(zhí)行機構(gòu)，它的用途是將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移，通俗地說：當(dāng)步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度（即步進角）。通過控制脈沖個數(shù)即可以控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(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給負電壓，B與B給正電壓；A與A給負電壓，B與B不給懸空；A與A給負電壓，B與B給負電壓；A與A不給電懸空，B與B給負電壓；A與給正電壓，B與B給負電壓；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。要實現(xiàn)電機反轉(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，傳入步進電機實現(xiàn)電機的正轉(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，傳入步進電機實現(xiàn)電機的反轉(zhuǎn)。 電機驅(qū)動部分實現(xiàn)的功能電機的驅(qū)動部分需要實現(xiàn)電機的垂直轉(zhuǎn)動控制和電機的水平轉(zhuǎn)動控制，其中電機的轉(zhuǎn)動分為電機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。電機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的原理及流程圖都是類似的，其中以電機的垂直轉(zhuǎn)動控制部分為例。 程序設(shè)計思想及說明在程序中，電機的正轉(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]實現(xiàn)電機的正轉(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。電機垂直控制中的正轉(zhuǎn)部分流程圖如下： 垂直電機控制中的電機正轉(zhuǎn)部分 當(dāng)移動程序開始后，若W部位0，電機開始正轉(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代表電機的正轉(zhuǎn)速度，該段程序表示電機垂直控制部分電機的正轉(zhuǎn)。電機的反轉(zhuǎn)部分的程序及原理同電機正轉(zhuǎn)部分類似。 電機的水平控制部分同電機垂直控制部分類似。 DS1302 時鐘模塊的功能本設(shè)計采用的是光電跟蹤方式，不需要知道現(xiàn)在時間來計算太陽位置。但是對于日出日落的判斷需要要用時鐘芯片的幫助。單片機內(nèi)部可以采用定時/計數(shù)器來進行時間的推算，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)計使用。這里我們使用DS1302時鐘芯片來計算時間。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行。當(dāng)系統(tǒng)運行后，DS1302開始計時，每十分鐘向單片機發(fā)送一次數(shù)據(jù)，控制單片機對光電檢測數(shù)據(jù)進行掃描。假定太陽光強的有效時間為早上8點到下午5點，當(dāng)時鐘芯片計時滿10個小時后，控制單片機回到早上八點鐘的時刻位置，以便于第二天的運行。 程序設(shè)計思想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}