【正文】 使我能及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題把設(shè)計(jì)順利的進(jìn)行下去，沒(méi)有同學(xué)們的幫助我不可能這樣順利地完成設(shè)計(jì)，在此表示深深的謝意。在每次設(shè)計(jì)遇到問(wèn)題時(shí)老師不辭辛苦的講解才使得我的設(shè)計(jì)順利的進(jìn)行。隨著太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤裝置的廣泛應(yīng)用，它定會(huì)有助于提高綠色能源利用的進(jìn)程，為環(huán)境保護(hù)和提高人民的生活質(zhì)量做出更大的貢獻(xiàn)。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中學(xué)習(xí)到了很多的知識(shí)，了解了一個(gè)系列的單片機(jī)MSP430，并學(xué)習(xí)了一些相關(guān)的理論知識(shí)還將其應(yīng)用到了方案的設(shè)計(jì)當(dāng)中去，同時(shí)也學(xué)習(xí)了步進(jìn)電機(jī)的工作原理和驅(qū)動(dòng)芯片的L298N的相關(guān)知識(shí)，了解了LCD液晶顯示器的顯示過(guò)程。第6章 結(jié)束語(yǔ)本次設(shè)計(jì)方案是基于AT89C51單片機(jī)的光源自動(dòng)跟蹤裝置，光敏三極管檢測(cè)到的信號(hào)經(jīng)過(guò)放大在送給單片機(jī)并處理并顯示在液晶屏幕上，同時(shí)將處理的結(jié)果以脈沖的形式輸出給步進(jìn)電機(jī)，使激光筆跟蹤到點(diǎn)光源的位置。伴隨著不同的數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展以及步進(jìn)電機(jī)本身技術(shù)的提高，步進(jìn)電機(jī)將會(huì)在更多的領(lǐng)域得到應(yīng)用。遇到這種情況時(shí)，首先檢查電機(jī)與驅(qū)動(dòng)芯片L298N的連接是否正確；如沒(méi)有接錯(cuò)再檢查輸入頻率是否太高；是否升降頻設(shè)計(jì)不合理；以上原因都不是，可能是驅(qū)動(dòng)器燒毀。第二種方法是按所示圖逆時(shí)針輸出脈沖信號(hào)。當(dāng)控制字表明系統(tǒng)在校正狀態(tài)時(shí)，輸出控制量的值由預(yù)期位置量和光電傳感器誤差信號(hào)共同計(jì)算產(chǎn)生。太陽(yáng)能板與太陽(yáng)位置發(fā)生偏離的情況下，系統(tǒng)有能力自動(dòng)的回復(fù)運(yùn)行狀態(tài)?？赡艿脑蚴浅霈F(xiàn)了一干擾光源或太陽(yáng)能板與太陽(yáng)位置發(fā)生偏離。問(wèn)題處理與分析1)光源跟蹤控制系統(tǒng)異常處理程序運(yùn)行中會(huì)發(fā)生多種異常情況，有些可以通過(guò)檢查輸入數(shù)據(jù)判斷，而有一些情況系統(tǒng)可以自行校正。反轉(zhuǎn)：CCW）?？梢酝ㄟ^(guò)按鍵來(lái)對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)及轉(zhuǎn)速的控制。 調(diào)試與分析本設(shè)計(jì)采用51單片機(jī)AT89C51（晶振頻率為12MHZ）對(duì)兩相四線制步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制。： 電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn) 在仿真中按下正轉(zhuǎn)按鈕電路接通此時(shí)有脈沖給予電路高電平則步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298N的IN1為高電平，INININ4為低電平，同時(shí)ENA和ENB端與接入的信號(hào)相同步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)。： 電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn) 在仿真中按下正轉(zhuǎn)按鈕電路接通此時(shí)有脈沖給予電路高電平則步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298N的INININ3為低電平，IN4為高電平，同時(shí)ENA和ENB端與接入的信號(hào)相同步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)。電機(jī)運(yùn)行控制與定時(shí)計(jì)數(shù)器的應(yīng)用關(guān)系密切。其二是通過(guò)串行口接收上位機(jī)的控制命令。 該設(shè)計(jì)的軟件結(jié)構(gòu)中系統(tǒng)上電后先進(jìn)行必要的初始化操作,包括主處理器內(nèi)部時(shí)鐘系統(tǒng)的設(shè)置、定時(shí)/計(jì)數(shù)器的初始化、串行口、I/O端口及中斷系統(tǒng)的設(shè)置等。通過(guò)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的軟件設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)包括步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)、原理及應(yīng)用，根據(jù)原理和硬件的設(shè)計(jì)利用C語(yǔ)言編寫程序，經(jīng)過(guò)反復(fù)運(yùn)行和調(diào)試，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制。系統(tǒng)的硬件主要有控制器AT89C51單片機(jī)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，檢測(cè)模塊，顯示模塊，鍵盤等模塊組成的。當(dāng)兩個(gè)傳感器都檢測(cè)到閾值以上的光線時(shí)電動(dòng)機(jī)就會(huì)停止運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能電池板對(duì)光線的跟隨功能。 X軸和Y軸電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn) SETB ENB CLR MX1 SETB MX2 CLR MY1 SETB MY2 RET程序?qū)崿F(xiàn)太陽(yáng)跟隨系統(tǒng)實(shí)時(shí)跟蹤太陽(yáng)，當(dāng)直射到太陽(yáng)能電池板的光線變?nèi)鯐r(shí)，程序會(huì)自動(dòng)改變電池板的方向、位置去得到最大的強(qiáng)度的太陽(yáng)光。 X軸電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)Y軸電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn) SETB ENB SETB MX1 CLR MX2 CLR MY1 SETB MY2 RETGB2: CJNE A,03H,GB3 SETB ENA 。 X軸和Y軸電動(dòng)機(jī)組合運(yùn)動(dòng) MOV A,MOTT CJNE A,01H,GB1 SETB ENA 。 定義變量MY1，Y軸電動(dòng)機(jī)控制端1 MY2 EQU 。 定義變量MX1，X軸電動(dòng)機(jī)控制端1 MX2 EQU 。： A/D轉(zhuǎn)換A/D轉(zhuǎn)換模塊子程序：ORG 0000HAJMP MAINORG 0013HAJMP BINT1MAIN: MOV R0,30H MOV R4,08H ；8路模擬信號(hào) MOV R2,00H SETB EA SETB EX1 SETB IT1 MOV DPTR,7FFFFH MOV A,R2 MOVX DPTR,AHERE:SJMP HEREBIT1:MOVX A,DPTR ；輸入轉(zhuǎn)換結(jié)果 MOV R0,A INC R0 INC R2 MOV A,R2 MOVX DPTR,A DJNZ R4,LOOP CLR EX1 ；8路輸入轉(zhuǎn)換結(jié)束LOOP:RETI3) 系統(tǒng)掃描四路A/D輸入，采樣數(shù)據(jù)后進(jìn)行判斷X軸和Y軸電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)情況。 旋轉(zhuǎn)直到光線傳感器1為亮 JB LDR2,SD2 。 定義變量LDR2，光線傳感器2輸入SD1: JB LDR2,SD3 。： 按鍵按鍵子程序：LDR1 EQU 。第4章 軟件設(shè)計(jì) 主流程圖開(kāi)機(jī)之后，上電復(fù)位，系統(tǒng)進(jìn)行初始化，初始化之后，系統(tǒng)首先判斷當(dāng)時(shí)是白天還是黑夜，若是黑夜，則系統(tǒng)啟用中斷處理程序，進(jìn)入等待狀態(tài)，系統(tǒng)進(jìn)入光電追蹤模式。當(dāng)控制字表明系統(tǒng)在校正狀態(tài)時(shí)，輸出控制量的值由預(yù)期位置量和光電傳感器誤差信號(hào)共同計(jì)算產(chǎn)生。太陽(yáng)能板與太陽(yáng)位置發(fā)生偏離的情況下，系統(tǒng)有能力自動(dòng)的回復(fù)運(yùn)行狀態(tài)。可能的原因是出現(xiàn)了干擾光源或太陽(yáng)能板與太陽(yáng)位置發(fā)生偏離。 信號(hào)放大采集電路圖程序運(yùn)行中會(huì)發(fā)生多種異常情況，有些可以通過(guò)檢查輸入數(shù)據(jù)判斷，而有一些情況系統(tǒng)可以自行校正。通過(guò)與一個(gè)固定阻值的電阻串聯(lián)分壓，將阻值變化轉(zhuǎn)化為電壓變化。　ADC0809引腳圖。ALE地址鎖存線。VCC, GND是電源輸入端。OUTPUT ENABLE是轉(zhuǎn)換的8位數(shù)字信號(hào)結(jié)果允許輸出引腳,當(dāng)高電平時(shí)輸出允許。EOC是轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)輸出端。引腳說(shuō)明：IN0—IN7是8路模擬信號(hào)輸入。 ADC0809轉(zhuǎn)換采集信號(hào)ADC0809J是8位的模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換器,它有8路輸入通道,能對(duì)8路模擬信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換,但在同一時(shí)刻只能轉(zhuǎn)換某一路。：傳感器轉(zhuǎn)換后的電壓或電流信號(hào)都很弱，在進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換前需要進(jìn)行信號(hào)放大，以滿足A/D對(duì)輸入信號(hào)的要求。而機(jī)器芯片能夠接收和處理的信號(hào)是TTL點(diǎn)評(píng)信號(hào)，上述三種信號(hào)形式不一定直接被識(shí)別接收，中間需要接口電路。 液晶顯示器的信息基本特性參數(shù)低電源電壓VDD:++顯示分辨率12864點(diǎn)漢字字庫(kù)提供8192個(gè)1616點(diǎn)陣漢字(簡(jiǎn)繁體可選)點(diǎn)陣字符內(nèi)置 128個(gè)168點(diǎn)陣字符時(shí)鐘頻率2MHZ顯示方式STN、半透、正顯驅(qū)動(dòng)方式1/32DUTY，1/5BIAS背光方式側(cè)部高亮白色LED，功耗僅為普通LED的1/51/10通訊方式串行、并口可選內(nèi)置電路內(nèi)置DCDC轉(zhuǎn)換電路，無(wú)需外加負(fù)壓工作溫度0℃ +55℃ ,存儲(chǔ)溫度: 20℃ +60℃功能：通過(guò)單片機(jī)輸出的電機(jī)反饋信號(hào)使LCD顯示器顯示出步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)?？梢燥@示84行1616點(diǎn)陣的漢字. 。所以我們選用的是LED液晶顯示器，型號(hào)：FYD128640402B。鍵盤就在這個(gè)過(guò)程中應(yīng)用。 按鍵設(shè)計(jì)本系統(tǒng)中鍵盤的作用是調(diào)整。說(shuō)明：（1）改變DELAY子程序中的時(shí)間參數(shù)就可以改變步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行轉(zhuǎn)動(dòng)速度。 脈沖信號(hào)由上圖我們可以得到每轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度所需要的脈沖信號(hào)，如需連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，單片機(jī)只需依次向L298N輸出上述信號(hào)即可。電路較為簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，驅(qū)動(dòng)能力和抗干擾能力強(qiáng)，性價(jià)比高。LM298N有十五個(gè)引腳，其控制信號(hào)IN1IN4由單片機(jī)I/O口輸出，LM298的四個(gè)輸出端OUT1OUT4分別接步進(jìn)電機(jī)的兩相繞組，步進(jìn)電機(jī)上的接線柱分別為 A，A＇和 B，B＇。外形尺寸（56*56*45）mm。本系統(tǒng)中步進(jìn)電機(jī)的主要作用是調(diào)整激光筆的位置，指向點(diǎn)光源。L298N芯片可以驅(qū)動(dòng)一個(gè)四相電機(jī)輸出電壓可高達(dá)50V，可以直接通過(guò)電源來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓。調(diào)整單片機(jī)發(fā)出的脈沖頻率，就可以對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速。(3)控制步進(jìn)電機(jī)的速度如果給步進(jìn)電機(jī)發(fā)一個(gè)控制脈沖，它就轉(zhuǎn)一步，再發(fā)一個(gè)脈沖，它會(huì)再轉(zhuǎn)一步。例如：三相步進(jìn)電機(jī)的三拍工作方式，其各相通電順序?yàn)锳BCD,通電控制脈沖必須嚴(yán)格按照這一順序分別控制A,B,C,D相的通斷。)＝步進(jìn)電機(jī)分辨率(176。而移動(dòng)量的大小，是依照電機(jī)分辨率的大小與輸入的脈沖數(shù)來(lái)決定。（3）步進(jìn)電機(jī)分割數(shù)/圈，又代表要讓電機(jī)轉(zhuǎn)一圈所必須送出的脈沖數(shù)。步進(jìn)電機(jī)分割數(shù)/圈說(shuō)明：（1）RPM為一般電機(jī)的速度單位，即每分鐘電機(jī)所轉(zhuǎn)的圈數(shù)；PPS為步進(jìn)、伺服電機(jī)的速度單位，即每秒所送出的脈沖數(shù)。步進(jìn)電機(jī)的速度控步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度會(huì)與輸入的脈沖速度成等比例的關(guān)系，所以在脈沖的速度愈快時(shí)，步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速也會(huì)跟著加快；脈波速度愈慢時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速自然也跟著變慢。（3）步進(jìn)電機(jī)：提供轉(zhuǎn)矩動(dòng)力輸出來(lái)帶動(dòng)負(fù)載。所以欲使步進(jìn)電機(jī)動(dòng)作的必要系統(tǒng)組成有：（1）脈沖產(chǎn)生器：給予角度(位置移動(dòng)量)、動(dòng)作速度及運(yùn)轉(zhuǎn)方向之脈沖信號(hào)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)指令。四拍或八拍驅(qū)動(dòng)方式是兩相混合式步進(jìn)電機(jī)通常采用的驅(qū)動(dòng)方式,在這兩種驅(qū)動(dòng)模式下,每當(dāng)電機(jī)繞組換相時(shí),電機(jī)繞組中的電流是不受控制的,在八拍驅(qū)動(dòng)模式下繞組的電流從0變化到最大值,或從最大值變化到0,而在四拍驅(qū)動(dòng)模式下繞組中的電流是在正向電流最大值與反向電流最大值之間交替變化,在步進(jìn)電機(jī)每個(gè)驅(qū)動(dòng)脈沖到來(lái)時(shí)由于繞組電流的劇烈變化就造成了電機(jī)驅(qū)動(dòng)力矩的大幅波動(dòng),從而使電機(jī)在驅(qū)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生振動(dòng),并且電機(jī)每一步的運(yùn)行過(guò)程是處于一種自由運(yùn)行狀態(tài),無(wú)法控制電機(jī)的精確位置,從而使控制精度降低。176。,176。Zr其中：N———控制方