【正文】 是大電流驅(qū)動(dòng)陣列,多用于單片機(jī)、智能儀表、PLC、數(shù)字量輸出卡等控制電路中。 　圖 33 74LS373 引腳圖　 引出端符號(hào)： 　　D0～D7 數(shù)據(jù)輸入端 　　OE 三態(tài)允許控制端（低電平有效） 　　LE 鎖存允許端 　　Q0～Q7 輸出端 ULN2022 芯片的選用及簡(jiǎn)介ULN2022 是高壓大電流達(dá)林頓晶體管陣列系列產(chǎn)品,具有電流增益高、工作電壓高、溫度范圍寬、帶負(fù)載能力強(qiáng)等特點(diǎn),適應(yīng)于各類要求高速大功率驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)。當(dāng) LE 為低電平時(shí)，D 被鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平。當(dāng) OE 為高電平時(shí)，Q0～Q7 呈高阻態(tài)，即不驅(qū)動(dòng)總線，也不為總線的負(fù)載，但鎖存器內(nèi)部的邏輯操作不受影響。373 為三態(tài)輸出的八 D 透明鎖存器，共有 54S373 和 74LS373 兩種線路 結(jié)構(gòu)型式，其主要電器特性的典型值如下(不同廠家具體值有差別)： 型號(hào) TPD　PD 　54S373/74S373 7ns 525mW 　　54LS373/74LS373 17ns 120mW 　　373 的輸出端 O0～O7 可直接與總線相連。而 74LS373 是比較常用的一個(gè)地址鎖存器芯片，使用較為廣泛，所以本設(shè)計(jì)中采用了該芯片。 74LS373 芯片的選用及簡(jiǎn)介由于 51 系列單片機(jī)的 P0 口和 P2 口在讀片外存儲(chǔ)器時(shí)分別是地址線的低 8位和高 8 位，同時(shí) P0 口還是數(shù)據(jù)線。 　　 23～25（ADDA、ADDB、ADDC）：3 位地址輸入線，用于選通 8 路模擬輸入中的一路通道選擇。 　 　 12（ VREF（ +） ） 和 16（ VREF（ ） ） ： 參 考 電 壓 輸 入 端 　 　 11（ Vcc） ： 主 電 源 輸 入 端 。 　 　 10（ CLK） ： 時(shí) 鐘 脈 沖 輸 入 端 。 　 　 9（ OE） ： 數(shù) 據(jù) 輸 出 允 許 信 號(hào) ， 輸 入 ， 高 電 平 有 效 。 　 　 6（ START） ： A/D 轉(zhuǎn) 換 啟 動(dòng) 脈 沖 輸 入 端 ， 輸 入 一 個(gè) 正 脈 沖 （ 至 少100ns 寬 ） 使 其 啟 動(dòng) （ 脈 沖 上 升 沿 使 0808 復(fù) 位 ， 下 降 沿 啟 動(dòng) A/D 轉(zhuǎn) 換 ） 。 　 　 1 15 和 17～ 21： 8 位 數(shù) 字 量 輸 出 端 。2. ADC0808的引腳功能圖 32 ADC0808 引腳圖ADC0808芯片有28條引腳，采 用 雙 列 直 插 式 封 裝 ， 如 右 圖 所 示 。ADC0808是ADC0809的簡(jiǎn)化版本，功能基本相同。ADC0808是采樣分辨率為8位的、以逐次逼近原理進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換的器件。利用它可直接輸入 8 個(gè)單端的模擬信號(hào)分時(shí)進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換，在多點(diǎn)巡回檢測(cè)和過程控制、運(yùn)動(dòng)控制中應(yīng)用十分廣泛。 ADC0808 芯片的選用及簡(jiǎn)介ADC0808 和 ADC 0809 除精度略有差別外(前者精度為 8 位、后者精度為 7位)，其余各方面完全相同。在閑置模式下，CPU停止工作，但RAM、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。改變編程的存儲(chǔ)單元地址和編程數(shù)據(jù)重復(fù)步驟(1)～(5)，直到編程文件最后。5．編程算法(1)地址線上輸入欲編程的存儲(chǔ)單元地址；(2)在數(shù)據(jù)線上輸入編程數(shù)據(jù)：(3)加正確的控制信號(hào)組合；(4)在“高壓”模式下使VPP為12V；(5)在ALE引腳上加一次負(fù)脈沖，可對(duì)FLASH存儲(chǔ)器的一個(gè)字節(jié)或保密位進(jìn)行編程。4．芯片擦除整個(gè)EPROM陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號(hào)組合，并保持ALE管腳處于低電平lOms來完成。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2應(yīng)不接。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源(VPP)。EA／VPP：當(dāng)EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器(0000H—FFFFH)，不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在由外部程序存儲(chǔ)器讀取指令期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次麗有效。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令時(shí)ALE才起作用。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1／6。ALE：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低八位字節(jié)。RST：復(fù)位輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流(ILL)這是由于上拉的緣故。P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I／O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I／O口，P1口緩沖器能接收輸出個(gè)4 TTL門電流。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)／地址的第八位。P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I／O口，每腳可吸收8 個(gè)TTL門電流。1．主要性能與MCS51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容；片內(nèi)集成4KB的FLASH存儲(chǔ)器，可反復(fù)編程／擦除1000次；（1）數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年；（2）全靜態(tài)設(shè)計(jì)，時(shí)鐘頻率范圍為0～24MHz、33MHz；（3）三個(gè)程序存儲(chǔ)器保密位；（4）1288字節(jié)的內(nèi)部RAM；（5）32條可編程的I／O口線；（6）2個(gè)可工作于4種模式的16位定時(shí)／計(jì)數(shù)器；（7）5個(gè)中斷源／2個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)；（8）可編程串行通道；（9）具有4種工作模式的全雙工串行口；（10）低功耗的待機(jī)工作模式和掉電工作模式；（11）片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路；2．管腳說明圖 31 AT89C51 管腳封裝圖Vcc：供電電壓。AT89C5x系列可認(rèn)為是Intel 80C3X的內(nèi)核與Atmel FLASH技術(shù)的結(jié)合體。在AT89C51內(nèi)部有FLASH程序存儲(chǔ)器，既可用常規(guī)的編程器編程，也可用在線使之處于編程狀態(tài)對(duì)其編程。它在硬件資源和功能、軟件指令及編程上與Intel 80C3X單片機(jī)完全相同。AT89C51單片機(jī)是ATMEL公司推出的一種新型的低功耗、高性能并且內(nèi)含8k字節(jié)閃電存儲(chǔ)器（Flash Memory）的8位CMOS微控制器，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系列和引腳完全兼容[43,44]。傳感器把接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào) ,電信號(hào)經(jīng)過信號(hào)處理及控制電路后,由控制電路輸出相應(yīng)的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)方位角調(diào)整機(jī)構(gòu)和高度角調(diào)整機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的位置調(diào)整。本部分首先主要介紹各個(gè)模塊的硬件電路，以及機(jī)械設(shè)計(jì)部分原理簡(jiǎn)介，然后再?gòu)恼w上分析。，系統(tǒng)每十分鐘跟蹤一次太陽光，誤差不超過 3度。充分吸收光能。設(shè)計(jì)要求如下：，晴天自動(dòng)跟蹤，陰天或黑夜停止跟蹤，避免電能消耗。根據(jù)本系統(tǒng)的整體要求，裝置的各組成部分應(yīng)該選用常用而且性價(jià)比與可靠性較高的構(gòu)件，充分，要使系統(tǒng)機(jī)構(gòu)盡量簡(jiǎn)潔，避免過于復(fù)雜和昂貴，要便于安裝和維護(hù)。在本課題中采用的是雙軸跟蹤的方法對(duì)太陽進(jìn)行即時(shí)跟蹤，使太陽能接收裝置能夠始終正對(duì)太陽，從而提高吸收效率。對(duì)太陽能的利用一般都是采用太陽能采集裝置把太陽能量轉(zhuǎn)化為其他類型的可用能源而加以利用，在本研究中，確定了使用太陽能電池板把太陽能量轉(zhuǎn)化為電能。(4)設(shè)計(jì)控制方案，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)以及驅(qū)動(dòng)電路。 (2)分析傳感器工作原理，分析該傳感器大范圍、高精度跟蹤的可行性，還要設(shè)計(jì)光電轉(zhuǎn)換電路。 論文的主要研究?jī)?nèi)容本文所介紹的太陽跟蹤裝置采用了光電追蹤方式，可實(shí)現(xiàn)大范圍、高精度跟蹤。在國(guó)內(nèi)近年來有不少專家學(xué)者也相繼開展了這方面的研究，1992 年推出了太陽灶自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，1994 年《太陽能》雜志介紹的單軸液壓自動(dòng)跟蹤器，完成了單向跟蹤。1998年美國(guó)加州成功的研究了 ATM 兩軸跟蹤器，并在太陽能面板上裝有集中陽光的透鏡，這樣可以使小塊的太陽能面板硅收集更多的能量，使效率進(jìn)一步提高。香港大學(xué)建筑系的教授研究了太陽光照角度與太陽能接收率的關(guān)系，理論分析表明:太陽的跟蹤與非跟蹤，能量的接收率相差 %，精確的跟蹤太陽可使接收器的接收效率大大提高，進(jìn)而提高了太陽能裝置的太陽能利用率，拓寬了太陽能的利用領(lǐng)域 [8]。不管哪種太陽能利用設(shè)備，如果它的集熱裝置能始終保持與太陽光垂直，并且收集更多方向上的太陽光，那么，它就可以在有限的使用面積內(nèi)收集更多的太陽能。解決這一問題應(yīng)從兩個(gè)方面入手，一是提高太陽能裝置的能量轉(zhuǎn)換率，二是提高太陽能的接收效率，前者屬于能量轉(zhuǎn)換領(lǐng)域，還有待研究，而后者利用現(xiàn)有的技術(shù)則可解決。盡管相繼研究出一系列的太陽能裝置如太陽能熱水器、太陽能干燥器、太陽能電池等等，但太陽能的利用還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，究其原因，主要是利用率不高。同時(shí)太陽能又是一種無污染的清潔能源，加強(qiáng)太陽能的開發(fā)，對(duì)節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境也有重大的意義。日本經(jīng)濟(jì)企劃廳和三澤公司合作研究認(rèn)為，到 2030 年，世界電力生產(chǎn)的一半將依靠太陽能。因此越來越多的國(guó)家都在致力于對(duì)可再生能源的深度開發(fā)和廣泛利用。據(jù)聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署資料，目前礦物燃料提供了世界商業(yè)能源的 95%，且其使用在世界范圍內(nèi)以每10 年 20%的速度增長(zhǎng)。這種全球性的能源危機(jī)，迫使各國(guó)政府投入大量的人力和財(cái)力，研究和開發(fā)新能源，如太陽能等。 研究課題的意義長(zhǎng)期以來，世界能源主要依靠石油和煤炭等礦物燃料，而這些礦物作為一次性不可再生資源，儲(chǔ)量有限，而且燃燒時(shí)產(chǎn)生大量的二氧化碳，造成地球氣溫升高，生態(tài)環(huán)境惡化。如熱水器、開水器、干燥器、采暖和制冷、溫室與太陽房、太陽灶和高溫爐、海水淡化裝置、水泵、熱力發(fā)電裝置及太陽能醫(yī)療器具 [7]。例如人造衛(wèi)星、無人氣象站、通訊站、電視中繼站、太陽鐘、電圍桿、黑光燈、航標(biāo)燈、鐵路信號(hào)燈。國(guó)內(nèi)產(chǎn)品（指光電裝置全部費(fèi)用）價(jià)格約 6080%元/峰瓦。太陽電池是把太陽光直接轉(zhuǎn)換成電能的一種器件。太陽光化學(xué)轉(zhuǎn)換包括：光合作用、光電化學(xué)作用、光敏化學(xué)作用及光分解反應(yīng)，目前該技術(shù)領(lǐng)域尚處在實(shí)驗(yàn)研究階段。另外，增加輔助熱源使太陽熱水器在任何情況下均可應(yīng)用，成為全天候太陽熱水器 [6]。往往需要相當(dāng)大的采光集熱面才能滿足使用要求，從而使裝置占地面積大、用料多，成本增加。 第三，太陽能是一種潔凈的能源，在開發(fā)和利用時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生廢渣、廢水、廢氣，也沒有噪音，更不會(huì)影響生態(tài)平衡。 太陽能的特點(diǎn)太陽能作為一種新能源，它與常規(guī)能源相比有三大優(yōu)點(diǎn)： 第一，它是人類可以利用的最豐富的能源，據(jù)估計(jì)，在過去漫長(zhǎng)的 11 億年中，太陽消耗了它本身能量的 2%，可以說是取之不盡，用之不竭。 目前太陽能的開發(fā)和利用人類直接利用太陽能有三大技術(shù)領(lǐng)域，即光熱轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換和光化學(xué)轉(zhuǎn)換，此外，還有儲(chǔ)能技術(shù)。 例 如 素 有 “霧 都 ”之 稱 的成 都 市 ， 年 平 均 日 照 時(shí) 數(shù) 僅 為 ， 相 對(duì) 日 照 為 26%， 年 平 均 晴 天 為 天 ， 陰 天 達(dá) 天 ， 年 平 均 云 量 高 達(dá) 。a， 比 全 國(guó) 其 它 省 區(qū)和 同 緯 度 的 地 區(qū) 都 高 。 尤 其 是 青 藏 高 原 地 區(qū) 最 大 ， 那 里 平 均 海拔 高 度 在 4000m 以 上 ， 大 氣 層 薄 而 清 潔 ， 透 明 度 好 ， 緯 度 低 ， 日 照 時(shí) 間 長(zhǎng) 。 我國(guó) 的 國(guó) 土 跨 度 從 南 到 北 、 自 西至 東 ， 距 離 都 在 5000km 以 上 ， 總 面 積 達(dá) 960104km， 占 世 界 總 面 積 的7%， 居 世界第三位。a， 中 值 為 586kJ/cm2 我國(guó)太陽能資源我 國(guó) 幅 員 廣 大 ， 有 著 十 分 豐 富 的 太 陽 能 資 源 。相對(duì)于日益枯竭的化石能源來說，太陽能似乎是未來社會(huì)能源的希望所在。據(jù)統(tǒng)計(jì)，20 世紀(jì) 90 年代，全球煤炭和石油的發(fā)電量每年增長(zhǎng) l%，而太陽能發(fā)電每年增長(zhǎng)達(dá) 20%，風(fēng)力發(fā)電的年增長(zhǎng)率更是高達(dá) 26%。隨著礦物燃料的日漸枯竭和全球環(huán)境的不斷惡化，很多國(guó)家都在認(rèn)真探索能源多樣化的途徑，積極開展新能源和可再生能源的研究開發(fā)工作。同時(shí)，能源是人類社會(huì)賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞： 太陽能；跟蹤；光敏二極管；單片機(jī)；步進(jìn)電機(jī)AbstractSolar energy is known as the most primitive energy, and it is clean, renewable, rich, and wide distribution and has wide prospects of use. But the solar energy utilization efficiency is low。微機(jī)處理器運(yùn)行程序，通過對(duì)跟蹤機(jī)構(gòu)進(jìn)行水平、俯仰兩個(gè)自由度的控制，調(diào)整太陽能電池板的角度實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽的跟蹤。太陽能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)為解決這一問題提供了新途徑，從而大大提高了太陽能的利用效率。摘要太陽能是已知的最原始的能源，它干凈、可再生、豐富，而且分布范圍廣，具有非常廣闊的利用前景。但太陽能利用效率低，這一問題一直影響和阻礙著太陽能技術(shù)的普及。本設(shè)計(jì)采用光電跟蹤的方法，利用步進(jìn)電機(jī)雙軸驅(qū)動(dòng)，由光電傳感器根據(jù)入射光線的強(qiáng)弱變化產(chǎn)生反饋信號(hào)到微機(jī)處理器。采用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)的太陽能追蹤系統(tǒng)能有效提高太陽板的光電轉(zhuǎn)化效率，并具有較廣泛的應(yīng)用前景。 the problem has been influencing and hindering the