【正文】 s the following contents: (1) Design Automatic tracking solar panel of the circuit diagram。視日運動軌跡跟蹤 。 （ 4） 軟件的設(shè)計：使用 C51 語言實現(xiàn)了單片機的控制程序設(shè)計 。 （ 2） 設(shè)計單片機的外圍電路， 光電轉(zhuǎn)換電路，步進電機驅(qū)動控制電路 。 最后，論文還對整個課題設(shè)計進行總結(jié)，并對課題中存在的問題提出了改善措施和進一步完善本系統(tǒng)的建議。根據(jù)要求和各個模塊的功能，完成主要器件的選型。為完成本設(shè)計，本文對跟蹤方式進行了深入的研究，并在此基礎(chǔ)上主要采用 CDS 光敏 電阻， STC12C5A 單片機與步進電機完成跟蹤器的設(shè)計。當轉(zhuǎn)到既定位置之后再采用光電跟蹤方式，精確定位。由單片機發(fā)出驅(qū)動信號控制步進電機轉(zhuǎn)動，到達指定位置。視日運動軌跡跟蹤將太陽位置受時間、季節(jié)、所在地區(qū)經(jīng)維度等因素綜合考慮。 跟蹤太陽的方式主要有光電跟蹤和視日運動軌跡跟蹤。太陽能作為一種作為一種清潔能源，倍受人們重視。華北科技學(xué)院 I 摘 要 以常規(guī)能源為基礎(chǔ)的能源結(jié)構(gòu)隨著資源的不斷的消耗，將越來越不適應(yīng)可持續(xù)能源的發(fā)展的需要。加速開發(fā)以太陽能為主體的可再生能源以成為人們的共識。 精確跟蹤太陽，對太陽能利用率的提高是顯著的，市場上急需一種高精度，高穩(wěn)定性的跟蹤控制器。光電跟蹤主要控制過程是：由光敏傳感器采集太陽與光伏電池板之間水平與垂直方向的位置偏差信號與光強信號，并反饋給數(shù)據(jù)處理器與控制器，經(jīng)過數(shù)據(jù)的處理與放大，發(fā)出驅(qū)動信 號，經(jīng)過驅(qū)動電路控制步進電機的轉(zhuǎn)動，經(jīng)過減速機構(gòu)緩慢調(diào)整角度。 本設(shè)計采用光時互補的跟蹤方法，即是以視日運動軌跡跟蹤為粗調(diào)，從時鐘模塊讀出當前時間計算出太陽的空間位置，并根據(jù)經(jīng)緯度進一步計算出太陽的方位角和高度角。先大致定位太陽的位置。這樣可以互相彌補不足。首先根據(jù)設(shè)計要求和指標，提出系統(tǒng)的設(shè)計方案并確定方案性原理上的可行性。在硬件系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)上，使用匯編語言完成軟件程序的程序編寫。 主要工作包括以下內(nèi)容： （ 1） 設(shè)計 太陽能電池板自動跟蹤的 電路原理圖 。 （ 3） 設(shè)計整個系統(tǒng)的電路原理圖 。 關(guān)鍵詞： 光電跟蹤 。光敏電阻 。 (2) Design the MCU peripheral circuit , photoelectric conversion circuit, stepper motor drive control circuit。 (4) The design of the software: use C51 language to realize the control program design by single chip microputer 。 sun’s trajectory tracking 。 Single chip microputer 太陽能電池板自動跟蹤系統(tǒng)設(shè)計 IV 目錄 摘 要 ....................................................................................................................... I Abstract ..................................................................................................................II 第 1 章 緒論 .......................................................................................................... 1 太陽能電池板自 動跟蹤系統(tǒng)設(shè)計的背景及意義 ................................ 1 太陽光自動跟蹤系統(tǒng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ............................................ 2 項目研究的主要內(nèi)容及預(yù)期目標 ........................................................ 5 第 2 章 太陽能電池板跟蹤相關(guān)理論研究 .......................................................... 6 太陽的運行規(guī)律 .................................................................................... 6 太陽高度角，方位角及時角介紹 .............................................. 6 太陽高度角及方位角計算公式 .................................................. 6 太陽能電池板跟蹤參考坐標系 .................................................. 8 光伏電池的特性分析 ............................................................................ 9 光伏電池的光伏效應(yīng) .................................................................. 9 溫度對光伏電池輸出特性的影響 .............................................. 9 太陽的光照強度對光伏 電池轉(zhuǎn)換效率的影響 ........................ 10 光伏電池的 IV 和 PV 特性曲線 ............................................ 11 第 3 章 太陽能跟蹤系統(tǒng)的控制目標與控制方案 ............................................ 12 控制方案選擇 ...................................................................................... 12 控制方案設(shè)計 ...................................................................................... 13 光敏電阻設(shè)計的傳感器 ............................................................ 13 跟蹤控制系統(tǒng)整體原理框圖 .................................................... 14 太陽能自動跟蹤裝置設(shè)計 ........................................................ 15 第 4 章 電池板跟蹤系統(tǒng)硬件設(shè)計 .................................................................... 16 關(guān)鍵器件介紹 ...................................................................................... 16 STC12C5A60S2 簡介 ................................................................. 16 步進電機介紹 ............................................................................ 18 光敏傳感器及元件 .................................................................... 20 CPU 模塊設(shè)計 ..................................................................................... 21 CPU 硬件模塊結(jié)構(gòu)框圖 ............................................................ 21 CPU 模 塊電路原理圖 ............................................................... 22 華北科技學(xué)院 V 復(fù)位電路 .................................................................................... 23 晶振電路 .................................................................................... 23 發(fā)光二極管 ................................................................................ 24 光電傳感模 塊 ...................................................................................... 24 實時時鐘模塊 ...................................................................................... 27 RS232 通訊模塊 .................................................................................. 28 EEPROM 存儲模塊 ............................................................................ 29 系統(tǒng)電源 設(shè)計 ...................................................................................... 30 步進電機驅(qū)動電路 .............................................................................. 30 第 5 章 太陽能電池板跟蹤系統(tǒng)軟件設(shè)計 ........................................................ 31 Keil C51 軟件介紹 ............................................................................. 31 軟件總體設(shè)計及流程圖 ...................................................................... 32 軟件總體設(shè)計 ............................................................................ 32 軟件流程圖設(shè)計 ........................................................................ 33 軟件關(guān)鍵模塊設(shè)計 .............................................................................. 34 串口通信程序設(shè)計 .................................................................... 34 EEPROM 的讀寫程序核心代碼 ................................................ 34 程序設(shè)計要點及注意事項 .................................................................. 36 第 6 章 實驗及結(jié)論 ............................................................................................ 40 第 7 章 總結(jié)及展望 ............................................................................................ 41 總結(jié) .......................................................................