【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 大；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過程中應(yīng)該保持不變，如若模擬量變化太快則需在輸入前增加采樣保持電路。 地址輸入和控制線：4條 ALE為地址鎖存允許輸入線，高電平有效。當(dāng)ALE線為高電平時(shí)，地址鎖存與譯碼器將A，B，C三條地址線的地址信號(hào)進(jìn)行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的通道的模擬量進(jìn)入轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。A、B和C為地址輸入線，用于選通IN0IN7上的一路模擬量輸入。 ADC0809輸入通道選擇表CBA選擇的通道000IN0001IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN7數(shù)字量輸出及控制線：11條 ST為轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)。當(dāng)ST上跳沿時(shí)，所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時(shí)，開始進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；在轉(zhuǎn)換期間，ST應(yīng)保持低電平。EOC為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)。當(dāng)EOC為高電平時(shí)，表明轉(zhuǎn)換結(jié)束；否則，表明正在進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。OE為輸出允許信號(hào)，用于控制三條輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。OE=1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)；OE=0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。D7—D0為數(shù)字量輸出線。 CLK為時(shí)鐘輸入信號(hào)線。因ADC0809的內(nèi)部沒有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘信號(hào)必須由提供，通常使用頻率為500KHZ VREF（+），VREF（—）為參考電壓輸入。 ADC0809應(yīng)用說明（1）ADC0809內(nèi)部帶有輸出鎖存器,可以與AT89S51單片機(jī)直接相連。 （2）初始化時(shí),使ST和OE信號(hào)全為低電平。 （3）要轉(zhuǎn)換的哪一通道的地址到A,B,C端口上。 （4）在ST端給出一個(gè)至少有100ns寬的正脈沖信號(hào)。 （5）是否轉(zhuǎn)換完畢，我們根據(jù)EOC信號(hào)來判斷。 （6）當(dāng)EOC變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，這時(shí)給OE為高電平，轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)就輸出給單片機(jī)了。 A/D轉(zhuǎn)換模塊電路設(shè)計(jì)如圖14所示。圖14 A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)如圖15所示，112管腳接VCC，116管腳接地，224管腳接地意思就是接入0，根據(jù)上節(jié)ADC0809的工作原理，C、B、A分別為000就是輸入通道ADC0，C、B、A分別為001就是輸入通道ADC1，輸出D0~D7管腳接入單片機(jī)P1口，ADC0809的工作的頻率是500kHZ，通過74LS74分頻后得到500KHZ，ADC0809才可以正常工作,進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換之前,ST=0,EOC=1,OE=0,產(chǎn)生啟動(dòng)轉(zhuǎn)換的正脈沖信號(hào),進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時(shí),采用查詢EOC的標(biāo)志信號(hào)來檢測(cè)A/D轉(zhuǎn)換是否完畢,若完畢則把數(shù)據(jù)通過P1端口讀入,經(jīng)過數(shù)據(jù)處理之后在數(shù)碼管上顯示。 LED數(shù)碼管介紹LED數(shù)碼管分共陽極與共陰極兩種，共陽極的工作特點(diǎn)是，當(dāng)筆段電極接低電平，公共陽極接高電平時(shí)，相應(yīng)筆段可以發(fā)光。共陰極LED數(shù)碼管則與之相反，它是將發(fā)光二極管的陰極(負(fù)極)短接后作為公共陰極，當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)為高電平、公共端接低電平時(shí)，才能發(fā)光。用萬用表判斷共陰和共陽的方法：用紅表筆接任一引腳，黑表筆依次接其他各引腳，若均不發(fā)光，則將紅表筆接另一引腳，黑表筆依次按其他各引腳，仍不發(fā)光，則繼續(xù)，直至某一線發(fā)光，為共陽極，則發(fā)光時(shí)紅表筆所接的引腳為電源。如用紅表筆接任一引腳，黑表筆依次接其他各引腳，若均不發(fā)光，將紅表筆接另一引腳，黑表筆依次接其他各引腳，只有兩個(gè)引腳發(fā)光，此時(shí)為共陰極，此兩引腳為地，在調(diào)試的時(shí)候確保沒有用錯(cuò)數(shù)碼管，就會(huì)避免帶來不必要的麻煩。 數(shù)碼管連接電路[10]如圖15所示。圖15 4位一體數(shù)碼管顯示電路設(shè)計(jì)如圖16，數(shù)碼管管腳A1到A8是段選，接入單片機(jī)的P0口，A9到A12是位選。如圖16所示，LED數(shù)碼管在本次設(shè)計(jì)中用來顯示采集的電壓值大小，一個(gè)LED數(shù)碼管可用來顯示一位09的十進(jìn)制數(shù)和一個(gè)小數(shù)點(diǎn)。在小型專用微機(jī)系統(tǒng)和單片機(jī)等場(chǎng)合，它是主要的顯示器件；在通用微機(jī)系統(tǒng)中，也常用來作為狀態(tài)等顯示。對(duì)于共陰極顯示器，要點(diǎn)亮的顯示段引腳需接高電平1，要顯示的數(shù)字是輸出電壓值，它有簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、易于與單片機(jī)連接等優(yōu)點(diǎn)。 太陽跟蹤裝置控制系統(tǒng)的控制目標(biāo)是通過對(duì)裝置機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)的角度的精確控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽運(yùn)行軌跡的跟蹤。并且要求整個(gè)系統(tǒng)能夠全天候的自動(dòng)運(yùn)行，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠。由于系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)對(duì)控制對(duì)象位置角度的精確控制，并且對(duì)控制對(duì)象的移動(dòng)速度要求不高，因此控制部件首先考慮采用步進(jìn)電機(jī)，因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的控制元件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，即給電機(jī)加一個(gè)脈沖信號(hào)，電機(jī)則轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角。 本系統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)控制芯片選用ULN2003，其引腳圖如圖16所示。 圖16 ULN2003引腳圖本系統(tǒng)的步進(jìn)電機(jī)選擇28BYJ48，其實(shí)物圖如圖17所示。圖17步進(jìn)電機(jī)28BYJ48實(shí)物圖步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。通俗一點(diǎn)講：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。您可以通過控制脈沖個(gè)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。步進(jìn)電機(jī)28BYJ48型四相八拍電機(jī)，電壓為DC5V—DC12V。當(dāng)對(duì)步進(jìn)電機(jī)施加一系列連續(xù)不斷的控制脈沖時(shí)，它可以連續(xù)不斷地轉(zhuǎn)動(dòng)。每一個(gè)脈沖信號(hào)對(duì)應(yīng)步進(jìn)電機(jī)的某一相或兩相繞組的通電狀態(tài)改變一次，也就對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一定的角度（一個(gè)步距角）。當(dāng)通電狀態(tài)的改變完成一個(gè)循環(huán)時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一個(gè)齒距。四相步進(jìn)電機(jī)可以在不同的通電方式下運(yùn)行，即不同的轉(zhuǎn)動(dòng)方式，常見的通電方式有：?jiǎn)?單相繞組通電)四拍(ABCDA),雙(雙相繞組通電)四拍(ABBCCDDAAB),八拍(AABBBCCCDDDAA)。由于在前面已經(jīng)介紹了電機(jī)的選擇，而且也選擇了步進(jìn)電機(jī)作為本設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。所以本設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)電路也選擇步進(jìn)電機(jī)的控制電路。上一節(jié)介紹步進(jìn)電機(jī)的控制電路由控制芯片ULN2003控制電機(jī)的驅(qū)動(dòng)，4管腳接入單片機(jī)的PP3P3P33，11116輸出端口接入J2的排針，電機(jī)就插在這排針口上可以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。其電路連接如圖18所示。圖18步進(jìn)電機(jī)控制芯片電路設(shè)計(jì)該步進(jìn)電機(jī)為一四相步進(jìn)電機(jī)，采用單極性直流電源供電。只要對(duì)步進(jìn)電機(jī)的各相繞組按合適的時(shí)序通電，就能使步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng)。其步進(jìn)原理圖如圖19所示 。圖19四相步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)原理圖開始時(shí)，開關(guān)SB接通電源，SA、SC、SD斷開，B相磁極和轉(zhuǎn)子0、3號(hào)齒對(duì)齊，同時(shí)，轉(zhuǎn)子的4號(hào)齒就和C、D相繞組磁極產(chǎn)生錯(cuò)齒，5號(hào)齒就和D、A相繞組磁極產(chǎn)生錯(cuò)齒。 當(dāng)開關(guān)SC接通電源，SB、SA、SD斷開時(shí)，由于C相繞組的磁力線和4號(hào)齒之間磁力線的作用，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，4號(hào)齒和C相繞組的磁極對(duì)齊。而0、3號(hào)齒和A、B相繞組產(chǎn)生錯(cuò)齒，5號(hào)齒就和A、D相繞組磁極產(chǎn)生錯(cuò)齒。依次類推，A、B、C、D四相繞組輪流供電，則轉(zhuǎn)子會(huì)沿著A、B、C、D方向轉(zhuǎn)動(dòng)。四相步進(jìn)電機(jī)按照通電順序的不同，可分為單四拍、雙四拍、八拍三種工作方式。單四拍與雙四拍的步距角相等，但單四拍的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩小。八拍工作方式的步距角是單四拍與雙四拍的一半，因此，八拍工作方式既可以保持較高的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩又可以提高控制精度。第 37 頁4太陽光跟蹤系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) ，顯示所測(cè)得的當(dāng)時(shí)的太陽光強(qiáng)度，即驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)停止后，采集的光照強(qiáng)度轉(zhuǎn)換后的數(shù)值。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是為了實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽光的跟蹤，首先要判斷是不是外面的光照很強(qiáng)，如果光照很弱的話，就需要外界一點(diǎn)很強(qiáng)的光源做模擬太陽光，準(zhǔn)備好以后開機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)開始轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)設(shè)定好的角度后停止，采集這點(diǎn)的光強(qiáng)，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換以后顯示出此時(shí)的光強(qiáng)，繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，一直轉(zhuǎn)到一圈為止，通過之前采集的數(shù)據(jù)做一個(gè)對(duì)比，選擇出光強(qiáng)最大的位置后控制步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)回原來光照最主程序初始化驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度采集光照通過A/D轉(zhuǎn)換數(shù)碼管顯示光強(qiáng)比較大小找光照最強(qiáng)位置反轉(zhuǎn)到光照最強(qiáng)位置檢測(cè)強(qiáng)的位置停止。此次跟蹤系統(tǒng)的主程序流程圖[11]如圖20所示。 圖20主程序流程圖前面介紹過光采集電路主要由光敏電阻組成，其放在采集板的中間，對(duì)不同方向的光度進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)模塊安裝在控制面板上，主要用于檢測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的環(huán)境條件。檢測(cè)環(huán)境光線強(qiáng)弱程度，在陰天光照強(qiáng)度不夠時(shí)，可以自己拿手電筒模擬光射入在某一個(gè)角度，從而達(dá)到系統(tǒng)的控制追蹤的目的。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)到某個(gè)方向的光敏電阻接收到的光比較大時(shí)，光敏電阻的阻值變小，此時(shí)輸出電壓變大。AT89C52單片機(jī)對(duì)輸出電壓進(jìn)行比較，對(duì)輸出電壓大的光敏電阻進(jìn)行補(bǔ)償。單片機(jī)就會(huì)調(diào)整步進(jìn)電機(jī)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)不同的角度，使步進(jìn)電機(jī)正向或者反向轉(zhuǎn)過幾個(gè)步距角，從而達(dá)到對(duì)正太陽、準(zhǔn)確跟蹤太陽的目的。機(jī)械部分主要由控制支架木板、底座、1個(gè)電機(jī)構(gòu)成，整個(gè)控制及檢測(cè)裝置安裝在支架上，光敏電阻檢測(cè)平面在面板上。太陽光自動(dòng)跟蹤裝置設(shè)計(jì)成單軸機(jī)械跟蹤定位系統(tǒng)，即方向上進(jìn)行跟蹤。機(jī)械裝置由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可以使面板在水平方向上的360176。1個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)部位上安裝一個(gè)光敏