【文章內(nèi)容簡介】 件時，要保持 RST 腳兩個機器周期的高電平時間。 ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然 而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。此時， ALE只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN 有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現(xiàn)。 /EA/VPP：當 /EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi) 部程序存儲器。注意加密方式 1 時， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當 /EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加12V 編程電源（ VPP）。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 3．振蕩器特性： XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件， XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈 寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 步進電機 在工業(yè)控制系統(tǒng)里步進電動機是主要的控制元件之一。步進電機具有快速啟動停止，精確定位和能夠使用數(shù)字信號進行控制，能夠?qū)崿F(xiàn)脈沖 角度轉(zhuǎn)換的特點，因此得到廣泛的應(yīng)用。在使用步進電機的控制系統(tǒng)里，脈沖分配器產(chǎn)生周期的控制脈沖序列，步進電機驅(qū)動器每接收一個脈沖就控制步進電機沿給定方向步進一步。 2 系統(tǒng)設(shè)計及其實現(xiàn)（一） 8 本文采用四相八拍控制方式工作 ,每步進一次度數(shù)為 9176。步進電機的轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)動方向取決于各相中通電脈沖的個數(shù)和順序。計算機將表 1－ 1 所示的各種通電方式轉(zhuǎn)換成相應(yīng) 的狀態(tài)控制字，通過計算機將各種狀態(tài)字依次送到接口電路，并根據(jù)速度的要求作相應(yīng)的延時處理。由接口電路輸出所需的控制脈沖通過驅(qū)動電路路使步進電機按要求動作。 表 21 步進電機四相八拍相序表 步 序 相 序 通電相 對應(yīng) P0 口的輸出值 （狀態(tài)字） P03 P02 P01 P00 1 0 0 0 1 A 01H 2 0 0 1 1 AB 03H 3 0 0 1 0 B 02H 4 0 1 1 0 BC 06H 5 0 1 0 0 C 04H 6 1 1 0 0 CD 0CH 7 1 0 0 0 D 08H 8 1 0 0 1 DA 09H 2. 4 函數(shù)關(guān)系的研究 赤緯角和時角 要研究方位角和高度角與當?shù)氐慕?jīng)、緯度和當?shù)貢r間的存在固定的函數(shù)關(guān)系。我們就必須算出該地方不同時段的太陽高度角。要計算出任意時段某地區(qū)的太陽高度角，我們必須來認識一下赤緯角和時角： 赤緯角 又稱太陽赤緯，是地球赤道平面與太陽和地球中心的連線之間的夾角。赤緯角是由于地球繞太陽運行造成的現(xiàn)象，它隨時間而變，因為地軸方向不變，所以赤緯角隨地球在運行軌道上的不同點具有不同的數(shù)值。赤緯角以年為周期，在+23 176。27′與 23 176。27′的范圍內(nèi)移動，成為季節(jié)的標志。每年 6 月 21 日或 22 日赤緯達到最大值 +23 176。27′稱為夏至，該日中午太陽位于地球北回歸線正上空，是北半球日照時間最長、南半球日照時間最短的一天。在南極圈中整天見不到太陽，而在北極圈2 系統(tǒng)設(shè)計及其實現(xiàn)（一） 9 內(nèi)整體太陽不落，這樣北半球就出現(xiàn)相對較熱的天氣，而南半球出現(xiàn)較冷的氣候。隨后赤緯角逐漸減少至 9 月 21 日或 22 日等于零時全球的晝夜時間均相等為秋分。至 12 月 21 日或 22 日赤緯減至最小值 23 176。27′為冬至，此時陽光斜射北半球，晝短夜長而南半球則相反。當赤緯角又回到零度時為 春分即 3 月 21 日或 22 日，如此周而復(fù)始形成四季。因赤緯值日變化很小，一年內(nèi)任何一天的赤緯角 δ 可用下式計算：sinδ=[(N173)]或 δ=[360（ 284+n） /365]。式中 N 為日數(shù)，自 1 月 1 日開始計算。 時角是指 OP 線在地球赤道平面上的投影與當?shù)貢r間 12 點時、地中心連線在赤道平面上的投影之間的夾角。 當?shù)貢r間 12 點時的時角為零，前后每隔一小時，增加 360/24=15，如 10 點和 14 點均為 152=30。 Spss 數(shù)據(jù)統(tǒng)計軟件 SPSS 是世 界上最早的統(tǒng)計分析軟件，由 美國斯坦福大學(xué) 的三位研究生于 20 世紀 60 年代末研制，同時成立了 SPSS 公司，并于 1975 年在芝加哥組建了 SPSS 總部。1984 年 SPSS 總部首先推出了世界上第一個統(tǒng)計分析軟件微機版本 SPSS/PC+，開創(chuàng)了 SPSS 微機系列產(chǎn)品的開發(fā)方向，極大地擴充了它的應(yīng)用范圍，并使其能很快地應(yīng)用于 自然科學(xué) 、 技術(shù)科學(xué) 、 社會科學(xué) 的各個領(lǐng)域，世界上許多有影響的報刊雜志紛紛就 SPSS 的自動統(tǒng)計繪圖、數(shù)據(jù)的深入分析、使用方便、功能齊全等方面給予了高度的評價與稱贊。迄今 SPSS 軟件 已有 40 余年的成長歷史。全 球約有 25 萬家產(chǎn)品用戶，它們分布于 通訊 、 醫(yī)療、財會、銀行、證券、保險、制造、商業(yè)、 市場研究、科研教育等多個 領(lǐng)域和行業(yè) ，是世界上應(yīng)用最廣泛的專業(yè)統(tǒng)計軟件。 接下來我們將利用它對計算出來不同時段的太陽高度角，進行數(shù)據(jù)分析。 高度角的計算 太陽高度角簡稱太陽高度 ， 太陽高度是決定地球表面獲得 太陽熱能 數(shù)量的最重要的因素。 我們用 h 來表示這個角度，它在數(shù)值上等于太陽在天球地平坐標系中的地 平高度 。 太陽高度角隨著地方時和太陽的赤緯的變化而變化。 太陽赤緯 （與太陽直射點緯度相等）以 δ 表示，觀測 地理緯度 用 φ表示（ 太陽赤緯與地理緯度都是北緯為正，2 系統(tǒng)設(shè)計及其實現(xiàn)（一） 10 南緯為負），地方時 (時角 )以 t 表示，有太陽高度角的計算公式： sin h=sin φ sin δ+cos φ cos δ cos t 通過計算我們得出不同時段的高度角為： 表 22 不同月份不同時段的高度角表 時段 月份 6時 7 時 8時 9 時 10時 11時 12時 13時 14時 15時 16時 17時 18時 1 月 38 9 2 月 12 3 月 4 月 24 66 5 月 48 6 月 24 88 75 7 月 74 36 8 月 21 9 月 25 61 10月 23.7 34.7 35 11 月 28 10 12月 16.8 5 25.1 5 5 為了獲得地球上的某一點太陽的方位角和高度角與當?shù)氐慕?jīng)、緯度和當?shù)貢r間的存在 的固定的函數(shù)關(guān)系，我們就必須通過不同時段的高度角去研究相鄰時段太陽高度角的變化，通過研究我們得到不同時段相鄰太陽高度差值為： 表 23 不同時間太陽高度差值表差值表 時段 月份 6 時 7 時 8 時 9 時 10 時 11 時 12 時 13 時 14 時 15 時 16 時 17 時 18 時 1 月 2 月 5 5 5 5 5 5 3 月 4 月 10 10 10 10 10 10 5 月 2 系統(tǒng)設(shè)計及其實現(xiàn)（一） 11 然后通過 spss 對不同時間太陽高度差值表差值表中數(shù)據(jù)進行快速聚類分析（ K—Means Cluster Analysis）得到如下聚類結(jié)果表 表 24 聚類結(jié)果表 Cluster Membership Case Number 月份 Cluster Distance 1 1 月 1 2 2 月 1 .874 3 3 月 1 4 4 月 2 5 5 月 2 .863 6 6 月 2 7 7 月 2 8 8 月 2 9 9 月 1 10 10 月 1 .941 11 11 月 1 12 12 月 1 表中的 Cluster 欄顯示各個觀測量在聚類后的歸屬， Distance 欄表示該觀測量與最終得到的聚心的聚類。根據(jù) spss 我們把數(shù)據(jù)分類兩類，一類是 1 月、 2 月、 3月、 9 月、 10 月、 11 月、 12 月，另外一類為 4月、 5月、 6 月、 7月、 8月； 通過對數(shù)據(jù)分類研究分析我們可以得出 某一點太陽的方位角和高度角與當?shù)氐慕?jīng)、緯度和當?shù)貢r間的存在固定的函數(shù)關(guān)系為： F(x)≈ 176。 (x=1 月、 2 月、 3月、 9月、 10 月、 11 月、 12 月 ) 。 F(x)≈ 9176。 (x=4 月、 5月、 6 月、 7月、 8月 )。 6 月 13 13 13 13 13 13 7 月 8 月 9 月 10 月 11 月 12 月 2 系統(tǒng)設(shè)計及其實現(xiàn)（一） 12 F(x)表示不同時段相鄰太陽高度差， X表示月份； 由于我們采用四相八拍控制方式工作 ,每步進一次度數(shù)為 9176。，所以可以計算出定時控制的時間為： 由于四相八拍步進電機最小精度為 9176。，所以 F(x)≈ 176。時，為了方便研究和實現(xiàn)，我們只能折合成按兩個小時在去驅(qū)動步進電機即 T（ x） =2h(x=1 月、 2月、 3月、 9 月、 10 月、 11 月、 12 月 )，所以在 x=1 月、 2 月、 3月、 9月、 10 月、 11 月、12 月控制定時時間為 2小時，即 2h 通過單片機去控制步進電機步進一步 . T（ x） =1h(x=4 月、 5 月、 6 月、 7 月、 8 月 )，所以在 x=4 月、 5 月、 6 月、 7月、 8 月，控制定時時間為一小時，即 1h 通過單片機去控制步進電機步進一步。 通過這個函數(shù)關(guān)系，我們就確定了可以利用這個規(guī)律通過單片機去控制高度角步進電機和方位角步進電機了，從而實現(xiàn)太陽能板的自動轉(zhuǎn)向控制。 實時時鐘的設(shè)計 實時時鐘實現(xiàn)原理 獲得了關(guān)系函數(shù)后，我們就 按照這個關(guān)系函數(shù)，通過不同方式的定時來實現(xiàn)此關(guān)系函數(shù)所體現(xiàn)的信息，從而實現(xiàn)太陽能板指向控制，所以我們就必須要設(shè)計出一個定時用的實時時鐘，做電子鐘的一般思路是直接用單片機的定時計數(shù)器，原理是利用單片機芯片的定時器來產(chǎn)生固定時間，模擬時鐘的秒、時、分。只用單片機做的好處是可以省去一些外圍的芯片，此方法很適用于一些要求不是十分精確，所以適合本系統(tǒng)對時鐘要求不是十分精確的場合。 其中，選用 AT89C51 芯片，定時器用工作方式 1，每 50ms 產(chǎn)生一個中斷，循環(huán)20次，即 1s為一個周期。每一個周期加 1，那么 1min為 60個周期， 1h就是 60*60=3600個周期，一天就是 3600*24=86400 個周期。 選用 12MHZ 晶振，產(chǎn)生 50ms 中斷的計算如下。 計算初值：機器周期 =12/晶振頻率 = s?1)1012(12 6 ?? ， 設(shè) : 需要裝入的初值為 x，則 3616 1050101)2( ?? ????? x 假設(shè) x=15536，計數(shù)器從 15536 開始計數(shù)，一直到 65535. 假設(shè)選用 T1 計時器， TH1 和 TL1 分別用來存儲定時初始值的高 8位和低 8 位，將 x轉(zhuǎn)換為十六進制并存儲到 TH1 和 TL1 中，即： TH1=0x3c； TL1=0xb0； 2 系統(tǒng)設(shè)計及其實現(xiàn)（一） 13 實時時鐘實現(xiàn)流程圖 一個基本的數(shù)字鐘電路主要由譯碼顯示器、“時”，“分”，“秒”計數(shù)器、振蕩器組成。主電路系統(tǒng)由秒信號發(fā)生器、“時、分、秒”計數(shù)器、譯碼器及顯示器組成。秒信號產(chǎn)生器是整個系統(tǒng)的時基信號，它直接決定計時系統(tǒng)的精度，一般用石英晶體振蕩器加分頻器來實現(xiàn)。將標準秒信號送入“秒計數(shù)器”，“秒計數(shù)器”采用 60進制計數(shù)