【正文】 運行而不會丟失一步，則這一最大頻率稱為響應(yīng)頻率。電機的步距角應(yīng)等于或小于此角度。典型的混合式步進電機是四相200步的電機。 步進電機的特性步距角指每給一個電脈沖信號電機轉(zhuǎn)子所應(yīng)轉(zhuǎn)過的角度。通過控制脈沖個數(shù)即可以控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。167。由于全天候控制系統(tǒng)是隨的太陽轉(zhuǎn)動的，因為太陽離地球太遠了，在很短時間內(nèi)，檢測系統(tǒng)是感覺不到太陽在移動，需過一段時間才能感覺到太陽已經(jīng)偏移原來位置，所以要求電機隔一段時間轉(zhuǎn)一個角度后馬上停下來。換句話說，要使它轉(zhuǎn)動必須借助控制電路，在這個控制電路中，往往需要微控制器或?qū)Ｓ眯酒２竭M電機（也稱脈沖電機）是一種跟蹤給定脈沖信號轉(zhuǎn)動的電機。單獨使用直流電機尚不能達到精確的定位控制，只有將它與旋轉(zhuǎn)編碼器組合起來，才能實現(xiàn)精確的位置控制和速度控制。 電機驅(qū)動模塊167。經(jīng)實驗測試， 1602 ~ 時對比度效果最好，也可以將該管腳通過一個1k 的電阻下拉到地。液晶電源正端接5V，負端接地，背光正端接5V，負端接地。表31 字符代碼與圖形對應(yīng)圖 1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（CGROM)已經(jīng)存儲了160個不同的點陣字符圖形，如下表所示，這些字符有：阿拉伯數(shù)字、英文字母的大小寫、常 用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼，比如大寫的英文字母“A”的代碼是01000001B（41H），顯示時模塊把地址41H中的點 陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母“A”167。本系統(tǒng)采用1602字符型液晶顯示器，圖32，圖33，表31分別是1602的實物，顯示地址，字符代碼與圖形對應(yīng)表。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及每行的列數(shù)找出顯示RAM對應(yīng)的地址，設(shè)立光標。 字符的顯示用LCD顯示一個字符時比較復(fù)雜，因為一個字符由68或88點陣組成，既要找到和顯示屏幕上某幾個位置對應(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”的點亮，為“0”的不亮。167。體積小、重量輕，液晶顯示器通過顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來達到顯示的目的，在重量上比相同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器要輕得多。發(fā)光管和LED數(shù)碼管比較常用，軟硬件都比較簡單，在單片機系統(tǒng)中應(yīng)用液晶顯示器作為顯示器件有以下幾個優(yōu)點：(1)顯示質(zhì)量高由于液晶顯示器每一個點在收到信號后就一直保持那種色彩和亮度，恒定發(fā)光，而不像陰極射線管顯示器（CRT）那樣需要不斷刷新新亮點。 LCD1602顯示器特點LCD1602液晶顯示模塊已作為很多電子產(chǎn)品的顯示器件，如在計算器、萬用表、電子表及很多家用電子產(chǎn)品中都可以看到，顯示的主要是數(shù)字、專用符號和圖形。167。167。由于52內(nèi)部設(shè)計全靜態(tài)工作，所以允許工作的時鐘為0～20MHZ，也就是說，允許在低速工作時，不破壞RAM內(nèi)容。167。89C52工作于12MHZ時，空閑態(tài)電流為1 mA，掉電狀態(tài)電流僅為20nA。167。89C5X型單片機既節(jié)省了數(shù)據(jù)線和存儲器等外圍器件，縮小了嵌如式系統(tǒng)的體積，又提高了工作的可靠性、開發(fā)的方便性和程序的保密性，其價格也便宜。這種芯片一般都提供了片上和在線修改的功能。在51系列的單片機中，目前很流行一種內(nèi)含flash程序存儲器的單片機。89C52驅(qū)動能力的增強，使得它可以直接驅(qū)動LED數(shù)碼管。圖31 AT89C52引腳圖在引腳的驅(qū)動能力上，89C52具有很強的下拉能力。 控制器STC89C52的介紹 89C52是一種小型單片機。第3章 硬件設(shè)計167。本裝置主要是跟蹤太陽讓太陽能電池板與太陽保持垂直的，一旦太陽有偏移或是突然變天（雷雨）情況時，與至相應(yīng)的四個探測器(四快太陽能電池板上各一個)根據(jù)分割板的陰影來判斷其太陽的方向，將四個傳感器檢測的信號傳給單片機，在進行比較，然后作出相應(yīng)的正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)，電機就向太陽所在的方向轉(zhuǎn)去。控制機構(gòu)將分別對X、Y方向與Z方向進行調(diào)整。系統(tǒng)總體硬件電路框圖如下： 圖11系統(tǒng)硬件方框本系統(tǒng)包括光電轉(zhuǎn)換器、步進電機、89C51系列單片機以及相應(yīng)的外圍電路等。多傳感器設(shè)計思想解決了傳統(tǒng)的單個探測器一直存在的錯誤率高的問題，靈敏度低的缺點，增強了太陽能跟蹤系統(tǒng)的可靠性。方案2：系統(tǒng)總體構(gòu)成包括陰影法跟蹤太陽，單片機控制，步進電機、供電等幾個模塊。初始化安裝時，儀器的中心南北線與觀測點的地理南北線要求重合。而且這種跟蹤裝置為開環(huán)系統(tǒng)，無角度反饋值做比較，因而為了達到高精度跟蹤的要求，不僅對機械結(jié)構(gòu)的加工水平有較嚴格的要求，而且與儀器的安裝是否正確關(guān)系極為密切。在日落后，跟蹤裝置停止跟蹤，按照原有跟蹤路線返回到基準零點。在設(shè)定跟蹤地點和基準零點后，控制系統(tǒng)會按照太陽的地平坐標公式自動運算太陽的高度角和方位角。根據(jù)太陽軌跡算法的分析，太陽軌跡位置由觀測點的地理位置和標準時間來確定。167?？梢燥@示84行1616點陣的漢字. 。167。驅(qū)動能力強，電路簡單，使用方便。單驅(qū)動能力比較弱。方案二：采用由達林頓晶體管陣列ULN2003。 電機驅(qū)動的選擇本系統(tǒng)中選的是步進電機，步進電機驅(qū)動有一下三種方案可選擇：方案一：采用功率三極管作為功率放大器的控制步進電機。因而選用方案一。此電機在正常通電狀態(tài)下，轉(zhuǎn)速平穩(wěn)，角度的變化也近乎連續(xù)，控制簡單方便。每給一次脈沖信號，電機能夠轉(zhuǎn)過一個步距角。 電機的選擇本系統(tǒng)電機的主要作用是調(diào)整電池板的方向，指向太陽，可選取的類型如下方案：方案一：步進電機。通過上面的比較本系統(tǒng)由于結(jié)構(gòu)比較簡單，所以選取STC系列89C52單片機作為控制器，所以選取方案二。89C52有PDIP(40pin)和PLCC(44pin)兩種封裝形式。在空閑模式下凍結(jié)CPU而RAM定時器、串行口和中斷系統(tǒng)維持其功能。方案二：STC89C51系列作為光源跟蹤系統(tǒng)的主控芯片STC89C52單片機的特點：STC89C52內(nèi)置8位中央處理單元、256字節(jié)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器RAM、8k片內(nèi)程序存儲器（ROM）32個雙向輸入/輸出(I/O)口、3個16位定時/計數(shù)器和5個兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)時鐘振蕩電路。（5）豐富的功能模塊：這些功能模塊包括 A 多通道10－14位AD轉(zhuǎn)換器；B 雙路12位DA轉(zhuǎn)換器；C 比較器；D 液晶驅(qū)動器；E 電源電壓檢測；F 串行口USART(UART/SPI）；G 硬件乘法器；H 看門狗定時器，多個16位、8位定時器（可進行捕獲，比較，PWM輸出）；I DMA控制器。（3）靈活的時鐘使用模式。MSP430有以下優(yōu)點：（1）低電源電壓范圍：。167。當距離比較大時，兩者的靈敏度大大降低。用四個光敏三極管組成四象限感光面，上下左右各一個光敏三極管。方案四：光敏三極管。方案三：光敏二極管。方案二：硅光電池。 傳感器的選擇本系統(tǒng)的傳感器主要是檢測光照度，可考慮的傳感器如下列方案：方案一：光敏電阻。第2章 系統(tǒng)方案設(shè)計及元器件選擇167。第四章, 系統(tǒng)軟件設(shè)計及流程圖。第二章,主要是對太陽自動追蹤系統(tǒng)進行元器件選擇以及總體方案設(shè)計，確定了系統(tǒng)的追蹤方式。167。(3)經(jīng)過陰雨天氣后，太陽一出來立即跟蹤的實現(xiàn)。 研究的關(guān)鍵問題本課題需要重點研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路：(1)太陽高度角跟蹤的實現(xiàn)。 研究的目標本裝置主要是利用單片機知識，設(shè)計一個太陽能跟蹤系統(tǒng)，其突破點在對太陽精確位置檢測的系統(tǒng)的設(shè)計、步進電機動作指令系統(tǒng)（與太陽同步偏移）的設(shè)計、實時顯示系統(tǒng)工作狀態(tài)的設(shè)計。167。雙軸追蹤又可以分為兩種方式：極軸式全追蹤和高度角方位角式全追蹤。 （2）雙軸追蹤。這三種方式都是單軸轉(zhuǎn)動的南北向或東西向追蹤。 （1）單軸追蹤。 （二）視日運動軌跡追蹤。通過調(diào)整遮光板的位置使遮光板對準太陽、硅光電池處于陰影區(qū)；當太陽西移時遮光板的陰影偏移，光電管受到陽光直射輸出一定值的微電流，作為偏差信號，經(jīng)放大電路放大，由伺服機構(gòu)調(diào)整角度使追蹤裝置對準太陽完成追蹤。這些光電追蹤裝置利用光敏傳感器，如硅光電管進行太陽光的檢測。 （一）光電追蹤。在國內(nèi)近年來有不少專家學者也相繼開展了這方面的研究，1992年推出了太陽灶自動跟蹤系統(tǒng)，1994年《太陽能》雜志介紹的單軸液壓自動跟蹤器，完成了單向跟蹤。1998年美國加州成功的研究了ATM兩軸跟蹤器[16]，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，使效率進一步提高。167。167。一個重要的解決方法就是采用多元法三維，多元法三維就把檢測系統(tǒng)接受板分成四個單元，太陽光線從不同角照射到接受板，檢測元件感應(yīng)光線強度不同。 檢測規(guī)劃檢測規(guī)劃是跟蹤系統(tǒng)的一個重要問題。167。為人類創(chuàng)造了一種新的生活形態(tài)，使社會及人類進入一個節(jié)約能源減少污染的時代。第1章 總體概論太陽能既是一次能源，又是可再生能源。本系統(tǒng)是將太陽能電池板一整塊從中間分成四塊，然后在分割線上插上3厘米的硬紙板，再在四小塊的太陽能電池板上安裝傳感器（盡量貼著紙板）組成的四鑒探測器，較以往的單個光敏傳感器跟蹤或單筒光敏傳感器探測器，其跟蹤效果精確而又穩(wěn)定，曾強了其跟蹤的可靠性，蓄電電路、和供電電路都是基本的穩(wěn)壓電路。在日照環(huán)境下，兩個光敏三極管接收到的光強度不相同時，通過運放比較電路將信號送給單片機，驅(qū)動步進電機正反轉(zhuǎn)，實現(xiàn)電池板對太陽的跟蹤。采用光電檢測追蹤模式實現(xiàn)對太陽的跟蹤?？萍家匀藶楸?，是為人類服務(wù)的，本人設(shè)計的太陽能全天候跟蹤系統(tǒng)充分的體現(xiàn)了該特點，體現(xiàn)出人類與環(huán)境的和平相處，解決能源危機，造福于人類和社會，所以太陽能全天候跟蹤系統(tǒng)是值得研究和實際運用的。設(shè)計一個對太陽實現(xiàn)跟蹤的系統(tǒng)，是提高太陽能利用率的一種有效方法。它資源豐富，既可免費使用，又無需運輸，對環(huán)境無任何污染。 系統(tǒng)主流程圖 24第5章 測試結(jié)果 26