【導(dǎo)讀】、張順心，宋開峰，范順成等?；诓⒙?lián)球面機(jī)構(gòu)的太陽(yáng)跟蹤裝置研究[J]．河北工業(yè)大。提高太陽(yáng)能的利用率，能使太用能技術(shù)得到普及。、從硬件和軟件方面分析和設(shè)計(jì)太陽(yáng)能跟蹤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。、太陽(yáng)能跟蹤系統(tǒng)的安裝。、按照功能模塊進(jìn)行具體電路設(shè)計(jì)，確定元器件型號(hào)和參數(shù)，完成整個(gè)跟蹤系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝。無限、普遍存在、利用清潔、使用經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)。分布不斷變化的缺點(diǎn)，這就使目前的一系列太陽(yáng)能設(shè)備對(duì)太陽(yáng)能的利用率不高。本論文主要對(duì)太陽(yáng)能跟蹤系統(tǒng)進(jìn)行了機(jī)械?；O(shè)計(jì)和太陽(yáng)光自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)控制部分設(shè)計(jì)。在環(huán)保意識(shí)抬頭的今日，積極開發(fā)低污染及。低危險(xiǎn)性能源乃為迫切的需要。而太陽(yáng)能是一種免費(fèi)、無污染且又取之不盡、用之不竭，如何提高太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率是值得研究的。

　　

【正文】 王文明 { 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)部分類似。 電機(jī)的水平控制部分同電機(jī)垂直控制部分類似。 時(shí)鐘模塊 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。 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 第 24 頁(yè) 作者：王文明 _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 } 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 第 25 頁(yè) 作者：王文明 開 始初 始 化使 d s 1 3 0 2 不 具 備 寫 保護(hù)復(fù) 位 產(chǎn) 生 高 電 平寫 1 3 0 2 地 址延 時(shí)寫 數(shù) 據(jù)寫 完 ？復(fù) 位 產(chǎn) 生 高 電 平讀 1 3 0 2 地 址延 時(shí)讀 數(shù) 據(jù)讀 完 ？顯 示 YN返 回NY 圖 DS1302 時(shí)鐘模塊流程圖 LCD1602 液晶顯示器各種圖形的顯示原理 （ 1）字符的顯示 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 第 26 頁(yè) 作者：王文明 用 LCD 顯示一個(gè)字符時(shí)比較復(fù)雜，因?yàn)橐粋€(gè)字符由 68 或 88 點(diǎn)陣組成，既要找到和顯示屏幕上某幾個(gè)位置對(duì)應(yīng)的顯示 RAM 區(qū)的 8字節(jié)，還要使每字節(jié)的不同位為 “1” ，其它的為 “0” ，為 “1” 的點(diǎn)亮，為 “0” 的不亮。這樣一來就組成某個(gè)字符。但由于內(nèi)帶字符發(fā)生器的控制器來說，顯示字符就比較簡(jiǎn)單了，可以讓控制器工作在文本方式，根據(jù)在LCD 上開始顯示的行列號(hào)及每行的列數(shù)找出顯示 RAM 對(duì)應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，在此送上該字符對(duì)應(yīng)的代碼即可。 （ 2）漢字的顯示 漢字的顯示一般采用圖形的方式，事先從微機(jī)中提取要顯示的漢字的點(diǎn)陣碼（一般用字模提取軟件），每個(gè)漢字占 32B，分左右兩半，各占 16B，左邊為 5?? 右邊為 6?? 根據(jù)在 LCD 上開始顯示的行列號(hào)及每行的列數(shù)可找出顯示 RAM 對(duì)應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，送上要顯示的漢字的第一字節(jié)，光標(biāo)位置加 1，送第二個(gè)字節(jié)，換行按列對(duì)齊，送第三個(gè)字節(jié) ?? 直到 32B 顯示完就可以 LCD 上得到一個(gè)完整漢字 該模塊程序設(shè)計(jì)思想或說明 當(dāng)用戶根據(jù)需要調(diào)節(jié)系統(tǒng)，按下調(diào)節(jié)按鈕 ,系統(tǒng)進(jìn)入調(diào)節(jié)時(shí)間，系統(tǒng)檢測(cè)到 變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，程序顯示小時(shí)的數(shù)值增加一（即用戶按下連接 ）并且蜂鳴器“滴“一聲。當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到 ，系統(tǒng)進(jìn)入分鐘調(diào)整狀態(tài)（即用戶按連接 鍵），同時(shí)蜂鳴器”滴“一聲。同樣，系統(tǒng)檢測(cè)到 ，程序顯示分鐘的數(shù)值增加一，同時(shí)蜂鳴器也滴一聲。當(dāng)系統(tǒng)再次檢測(cè)到 ，系統(tǒng)時(shí)間調(diào)整狀態(tài)，同時(shí)蜂鳴器”滴“一聲。 系統(tǒng)時(shí)鐘是由系統(tǒng) 的兩個(gè)定時(shí)器組成的，定時(shí)器 1 每定時(shí)到 0XF1 時(shí)，就通過 發(fā)出一個(gè)脈沖，定時(shí)器 2 工作在計(jì)數(shù)模式，用來計(jì)數(shù)定時(shí)器 1 發(fā)出的脈沖，定時(shí)器 2 每溢出一次，即系統(tǒng)增加一秒，然后在定時(shí)器 2 溢出中斷程序里面實(shí)現(xiàn)秒鐘與分鐘的轉(zhuǎn)換，分鐘與小時(shí)轉(zhuǎn)換。并通過 LCD 顯示出來。 部分程序的分析說明及模塊流程圖 void LcdWriteCommand(uchar cmd,uchar chk) { if (chk) WaitForEnable()。 // 檢測(cè)忙信號(hào) ? 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 第 27 頁(yè) 作者：王文明 CLR_RS。 CLR_RW。 _NOP()。 DataPort = cmd。 //將命令字寫入數(shù)據(jù)端口 _NOP()。 SET_EN。 //產(chǎn)生使能脈沖信號(hào) _NOP()。 _NOP()。 CLR_EN。 } 此部分程序的功能是向液晶模塊寫入命令，其中參數(shù) cmd 代表命令， chk 為判別是否忙的標(biāo)志，且 1代表忙， 0代表不忙。 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 第 28 頁(yè) 作者：王文明 開 始寫 入 命 令等 待 1 6 0 2 完 成 內(nèi) 部 操 作顯 示 數(shù) 據(jù)確 定 字 符 坐 標(biāo) 位 置復(fù) 位返 回YN液 晶 模 塊 忙 圖 LCD 液晶顯示部分流程圖 報(bào)警系統(tǒng)模塊 該模塊程序?qū)崿F(xiàn)的功能 本部分電路由蜂鳴器、 PNP 三極管和 LED 二極管組成。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行后，當(dāng)遇到故障，如超過設(shè)定時(shí)間步進(jìn)電機(jī)不轉(zhuǎn)，步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)跑偏等時(shí)，蜂鳴器發(fā)出蜂鳴聲， LED 二極管點(diǎn)亮。這樣就可以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)出現(xiàn)的問題，以便及時(shí)調(diào)整。 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 第 29 頁(yè) 作者：王文明 程序設(shè)計(jì)思想及說明 系統(tǒng)檢測(cè)硅光片兩邊輸出的電壓，以其中一種情況為例，當(dāng)左面電壓大于右面電 壓，且兩面電壓差的絕對(duì)值大于設(shè)定值而且電機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)超過 30S 的時(shí)候，蜂鳴器發(fā)生報(bào)警，進(jìn)行電機(jī)檢查和調(diào)整，直至電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)為止。 電機(jī)水平轉(zhuǎn)動(dòng)和電機(jī)垂直轉(zhuǎn)動(dòng)過程中如果出現(xiàn)電機(jī)應(yīng)該轉(zhuǎn)動(dòng)卻沒有轉(zhuǎn)動(dòng)的情況而發(fā)生報(bào)警現(xiàn)象時(shí)，過程都是類似的，同上一段的敘述。 部分程序說明及流程圖 開 始左 面 等 于 右 面 ?蜂 鳴 器 報(bào) 警調(diào) 整 檢 查轉(zhuǎn) 動(dòng) ?返 回 Y Y YNN電 機(jī) 不 轉(zhuǎn) 動(dòng) ?N電 機(jī) 轉(zhuǎn) 動(dòng) ? YN 圖 報(bào)警系統(tǒng)流程圖 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 第 30 頁(yè) 作者：王文明 結(jié) 論 本文的主要研究?jī)?nèi)容是太陽(yáng)自動(dòng)系統(tǒng)。本系統(tǒng)是基于單片機(jī)的自動(dòng)控制 系統(tǒng)，采用光電檢測(cè)追蹤模式，配合機(jī)械裝置使系統(tǒng)更加穩(wěn)定，提高了系統(tǒng)的追蹤精度。 （ 1）詳細(xì)分析了國(guó)內(nèi)外目前的太陽(yáng)追蹤方式，比較之后，選擇了以單片機(jī)為控制核心的自動(dòng)控制系統(tǒng)，由于光電檢測(cè)追蹤模式和太陽(yáng)角度追蹤都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，因此，經(jīng)過比較用光電檢測(cè)追蹤模式。 （ 2） 系統(tǒng)采用 STC12C5A60S2 單片機(jī)作為智能單元， 通過比較選擇了光敏電阻作為光電傳感器，用 4 個(gè)光敏電阻連接成 2 組比較電路，實(shí)現(xiàn)判斷太陽(yáng)所在位置的功能，這樣可以大大簡(jiǎn)化電路， 實(shí)現(xiàn) 了 成本較低的全自動(dòng)太陽(yáng)跟蹤系統(tǒng)。 但是由于本系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)要求 比較高，而且課題研究的時(shí)間有點(diǎn)倉(cāng)促，以及本人能力有限，因此還有很多地方存在著不足之處，如光線過強(qiáng)或光線太弱的時(shí)候，系統(tǒng)的 的運(yùn)轉(zhuǎn)情況都不是很好，所以本系統(tǒng)還有待改進(jìn)。 不過總體來說，本系統(tǒng)具有較好的 穩(wěn)定性，并能夠達(dá)到 較 好的精確度和靈活性。理論分析和設(shè)計(jì)結(jié)果表明，本方法可以滿足太陽(yáng)跟蹤控制的要求。 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 第 31 頁(yè) 作者：王文明 致 謝 經(jīng)過幾個(gè)月的查找整理資料，然后設(shè)計(jì)和寫論文，今天終于定稿了。快要畢業(yè)了，離開這個(gè)我呆了三年的學(xué)校，離開這些陪了我們?nèi)甑睦蠋?，離開這些三年朝夕相處的同學(xué)，一切的一切，隨著論文的 完成，終于可以劃下一個(gè)完美的句號(hào)。 當(dāng)然，畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利完成也離不開其他各位老師、同學(xué)、朋友的關(guān)心幫助。要感謝在大學(xué)期間所有傳授我知識(shí)的老師們，是你們的悉心教導(dǎo)是我有了良好的專業(yè)課知識(shí)，這也是設(shè)計(jì)得以完成的基礎(chǔ)。 通過此次的設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多知識(shí)，跨越了傳統(tǒng)方式下的教與學(xué)的體制束縛，在設(shè)計(jì)過程中，通過查資料和搜集有關(guān)的文獻(xiàn)，培養(yǎng)了自學(xué)能力和動(dòng)手能力。并且由原來的被動(dòng)的接受知識(shí)轉(zhuǎn)換為主動(dòng)的尋求知識(shí)，這可以說是學(xué)習(xí)方法上的一個(gè)很大的突破。在以往的傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)模式下，我可能會(huì)記住很多的書本知識(shí)，但是通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，我 學(xué)會(huì)了如何將學(xué)到的知識(shí)轉(zhuǎn)化為自己的東西，學(xué)會(huì)了怎么更好的處理知識(shí)和實(shí)踐相結(jié)合的問題。 總之，此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，我收獲了很多東西，即為大學(xué)三年劃上了一個(gè)完美的句號(hào)，也為將來的人生之路做好了一個(gè)很好的鋪墊。 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 第 32 頁(yè) 作者：王文明 參 考 文 獻(xiàn) 1 張順心，宋開峰，范順成等?；诓⒙?lián)球面機(jī)構(gòu)的太陽(yáng)跟蹤裝置研究 [J]．河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)， 20xx， 32(6)： 4447 2 戴聞．太陽(yáng)能利用前景光明 [J]．物理， 20xx， (08)： 914 3 郭廷瑋．太陽(yáng)能的利用 [M]．科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社， 1984： 3133 4 胡勛 良，強(qiáng)建科，余招陽(yáng)等．太陽(yáng)光跟蹤器及其在采光中的應(yīng)用 [J]．電子技術(shù) (上海 )，20xx， 30(12)： 810 5 余海．太陽(yáng)能利用綜述及提高其利用率的途徑 [J]．能源研究與利用， 20xx， (03)： 27 6 張艷紅，張崇巍，呂紹勤，張興等．新型太陽(yáng)能控制器的研制 [J]．節(jié)能， 20xx， (02)：0915 7 孫孝仁．太陽(yáng)能利用的現(xiàn)狀與未來 [J]．山西省科技情報(bào)研究所， 20xx，（ 08）： 1514 8 胡賽純，湯青云．太陽(yáng)能利用現(xiàn)狀與趨勢(shì) [J]．湖南城建高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)， 20xx， (01)：0812 9 李建庚，呂文華，曉雷等．一種智能型全自動(dòng)太陽(yáng)跟蹤裝置的機(jī)械設(shè)計(jì) [J]．太陽(yáng)能學(xué)報(bào)， 20xx， 24(03)： 330333 10 陳維，李戩洪．太陽(yáng)能利用中的跟蹤控制方式的研究 [J]．能源工程， 20xx， (03)：1821 11 李云．中國(guó)太陽(yáng)能利用研究取得新進(jìn)展 [J]．發(fā)明與創(chuàng)新， 20xx， (01)： 0809. [22]范志剛．光電測(cè)試技術(shù) [M]．北京：電子工業(yè)出版社，