【正文】 TLC1543 通道地址如表 示： 表 TLC1543 通道地址 模擬輸入通道選擇 輸入寄存器地址（ 2 進(jìn)制） A0 0000 A1 0001 A2 0010 A3 0011 A4 0100 A5 0101 A6 0110 A7 0111 A8 1000 A9 1001 A10 1010 內(nèi)部測(cè)試電壓選擇 輸入地址 輸出結(jié)果（ 2 進(jìn)制） （ Vref+Vref+） /2 1011 200 Vref 1100 000 Vref+ 1101 3ff 注： Vref+為加到 TLC1543REF+端的電壓， Vref 是加到 REF 端的電壓 跟蹤 器方案 設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)采用兩個(gè)光敏電阻搭成 45 度的跟蹤結(jié)構(gòu)，光敏電阻 將光強(qiáng)大小轉(zhuǎn)換為電阻大小，再通過(guò)惠斯通電橋?qū)㈦娮璧淖兓D(zhuǎn)化為電壓的變化，通過(guò)比例運(yùn)放電路轉(zhuǎn)化成適合的 A/D 模擬輸入量。 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 15 光敏電阻簡(jiǎn)介 光敏電阻器是利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)制成的一種電阻值隨入射光的強(qiáng)弱而改變的電阻器；入射光強(qiáng)，電阻減小，入射光弱，電阻增大。當(dāng)它受到光的照射時(shí)，半導(dǎo)體片（光敏層）內(nèi)就激發(fā)出電子 — 空穴對(duì)，參與導(dǎo)電，使電路中電流增強(qiáng)。一般 光敏電阻器結(jié)構(gòu)如下圖所示。光敏電阻器在電路中用字母“ R”或“ RL”、“ RG”表示。 惠斯通電橋簡(jiǎn)介 電橋法測(cè)量是一種很重要的測(cè)量技術(shù)。 【 4】 電橋可以測(cè)量電阻、電容、電感、頻率、壓力、溫度等許多物理量。 電橋分為直流電橋和交流電橋兩大類(lèi)。雙臂電橋又稱為開(kāi)爾文電橋，主要用于精確測(cè)量低值電阻。 如圖 所示 ： 圖 惠斯通電橋 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 16 由于所選光敏電阻的暗阻是 10K,當(dāng) R1=R3,R2=R4 時(shí)電橋的輸出電壓靈敏度最高，稱為等臂電橋，這時(shí)電橋輸出是 VOUT=R1/R1*U， 所以 R1， R3， R4 也選用 10k電阻。本次設(shè)計(jì)選擇 LM358 運(yùn)算放大器。它的使用范圍包括傳感放大器、直流增益模組、音頻放大器、工業(yè)控制、 DC 增益部件和其他所有可用單電源供電的使用運(yùn)算放大器的場(chǎng)合。 特性： 內(nèi)部頻率補(bǔ)償。單位增益頻帶寬 (約 1MHz) 。 一177。低功耗電流 ，適合于電池供電。低輸入失調(diào)電壓和失調(diào)電流。差模輸入電壓范圍寬，等于電源電壓范圍。 參數(shù)： 輸入偏置電流 45nA。輸入失調(diào)電壓 。共模抑制比 80dB。 LM358 管腳圖 所示 ： 圖 LM358 管腳圖 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 17 單片機(jī)控制系統(tǒng) 方案 單片機(jī)在控制過(guò)程應(yīng)用的特點(diǎn)是以控制理論為基礎(chǔ)的系統(tǒng)自動(dòng)化控制，所以一般有較明確的系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)，有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)算法和較復(fù)雜的響應(yīng)過(guò)程，這主要是因?yàn)樵谶^(guò)程控制中對(duì)速度，時(shí)間，精度有嚴(yán)格的要求，特別是對(duì)過(guò)渡過(guò)程要求是十分嚴(yán)格的。現(xiàn)代計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中最基本的控制是 DDC 控制，然后才是監(jiān)視控制，管理等層次。在 DDC 控制中適宜采用單片機(jī)。它體積小，可以做成體積極小的控制器用于一些體積不大的設(shè)備和空間有效的生產(chǎn)過(guò)程，控制過(guò)程，在現(xiàn)代化的汽車(chē)中就有不少單片機(jī)的控制器，包括點(diǎn)火控制，節(jié)油控制等。航天航空，軍事裝置，航海，交通設(shè)備中，單片機(jī)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。被控量是跟蹤器的轉(zhuǎn)角位置，執(zhí)行元件是步進(jìn)電機(jī)，反饋元件是光電傳感器，而步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)及傳感器的反饋信號(hào)都是在單片機(jī)控制系統(tǒng)的控制下完成的。 如圖 所示： 圖 硬件框圖 單片機(jī)供電電源 通過(guò) 7805 穩(wěn)壓芯片 和電容的濾波作用組成 5V穩(wěn)壓電路主要給單片機(jī)供電， 電路原理圖如圖 所 所示： 圖 5V穩(wěn)壓電路 原理圖 單片機(jī)最小系統(tǒng) 最小系統(tǒng)原理圖如圖 所示 單片機(jī) 驅(qū)動(dòng)器 步進(jìn)電機(jī) 跟蹤器 A/D 轉(zhuǎn)換器 信號(hào)處理 傳感器 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 19 圖 單片機(jī)最小系統(tǒng) 原理圖 跟蹤器設(shè)計(jì) 跟蹤器設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)原理圖如圖 所示 ： 圖 跟蹤器原理圖 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 20 A/D采集電路設(shè)計(jì) TLC1543 三個(gè)控制輸入端 CS,I/O,CLOCK,ADDRESS 和一個(gè)數(shù)據(jù)輸入端 DATAOUT遵循串行外設(shè)接口 SPI 協(xié)議，要求微處理器具有 SPI 接口。本次設(shè)計(jì)中 與 CLOCK 相連， 與 ADDR 相連， 與相連， 與 DATAOUT 相連。 REF+接 5V電源， REF接地。 單片機(jī)的 輸出的脈沖信號(hào)送到 ULN2021A 的 IN1IN4 輸入端，經(jīng)ULN2021A 放大和倒相后的輸出脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)作相應(yīng)的作。 ULN2021A 驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)模塊原理圖如圖 所示： 調(diào)整單片機(jī)輸出的步進(jìn)脈沖頻率的方法： 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 21 A、軟件延時(shí)方法 改變延時(shí)的時(shí)間長(zhǎng)度就可以改變輸出脈沖的頻率，但這種方法使 CPU 長(zhǎng)時(shí)間等待，無(wú)法進(jìn)行其它工作，因此沒(méi)有實(shí)用價(jià)值。 B、定時(shí)器中斷方法 在中斷服務(wù)子程序中進(jìn)行脈沖輸出操作，調(diào)整定時(shí)器的定時(shí)常數(shù)就可以實(shí)現(xiàn)調(diào)速。 用單片機(jī)對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行速度控制，實(shí)際上就是控制每次換相的時(shí)間間隔。本設(shè)計(jì)采用方案 B。開(kāi)始時(shí)步進(jìn)電機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài)。 uint adc1=0。 Init_Timer1()。 在循環(huán)中調(diào)用按鍵掃描函數(shù)，并進(jìn)行判斷。 while(1) { num=KeyScan()。 } else if (num == 2) { Coil_OFF。 } 分別采集通道 1 和通道 2 ，并比較采集結(jié)果，來(lái)決定正反轉(zhuǎn)標(biāo)志。 adc1 = AD_1543(0x00)。 if (adc1 adc2) 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 24 flag = 0。 else Coil_OFF。 給定初值 ，定時(shí)時(shí)間是 65536us TH1=0。 總中斷打開(kāi)，定時(shí)器 1 中斷打開(kāi)，定時(shí)器 1 開(kāi)關(guān)打開(kāi)，定時(shí)器 1 優(yōu)先級(jí)設(shè)為最高 EA=1。 TR1=1。 } 延時(shí)函數(shù) 大約延遲 1s。 } void DelayMs(unsigned char t) { 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 25 while(t) { DelayUs2x(245)。 } } 按鍵掃描函數(shù) 由于鍵盤(pán)按下時(shí)，會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)現(xiàn)象，所以要先消抖，這里采用軟件消抖的方法，通過(guò)延時(shí) 10ms 后，再次判斷按鍵是否按下，若確實(shí)按下，再執(zhí)行相應(yīng)賦鍵值操作；若沒(méi)被按下，則為抖動(dòng)，賦鍵值為 0。 if(KeyPort!=0xff) { DelayMs(10)。 while(KeyPort!=0xff)。break。break。break。 } 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 26 定時(shí)器 1 中斷子程序控制步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn) void Timer1_isr(void) interrupt 3 using 1 { static unsigned char i,j。 TL1=0。若為正轉(zhuǎn)，則按 ABCD循環(huán)的相序依次導(dǎo)通；若為反轉(zhuǎn)，則按 DCBA 循環(huán)的相序依次導(dǎo)通。 if(!StopFlag) { if(flag) //正轉(zhuǎn) { switch(i) { case 0:Coil_A1。break。i++。 case 2:Coil_B1。break。i++。 case 4:Coil_C1。break。i++。 case 6:Coil_D1。break。i++。 case 8:i=0。 default:break。j++。 case 1:Coil_D1。break。j++。 case 3:Coil_C1。break。j++。 case 5:Coil_B1。break。j++。 case 7:Coil_A1。break。break。 } } } } TLC1543 采集函數(shù) n為命令字，控制通道，輸出數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，輸出格式，極性選擇。 idata union { uchar ch[2]。 }u。 ad43_cs = 0。 8 次循環(huán)后，命令字輸入到 1543 中，同時(shí)采集數(shù)據(jù)讀入ab。 1543 的輸出數(shù)據(jù)放到 ab 變量的最低位。之后時(shí)鐘線拉高，恢復(fù)初始狀態(tài)，為讀 /寫(xiě)數(shù)據(jù)做準(zhǔn)備。 for(j = 0。 j++)。i 8。 ab =1。 clk43 = 1。 for(j = 0。 j++)。 ab = 0。循環(huán) 2 次，則采集到兩位數(shù)據(jù)。i 2。 abit0 = dout43。 for(j = 0。 j++)。 for(j = 0。 j++)。 中采集到的數(shù)據(jù)右移 6 位，此時(shí) 的 10 位數(shù)據(jù)就是采集 //的數(shù)字量 。最后返回采集到的數(shù)據(jù)。 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 29 = 6。 return 。經(jīng)過(guò)測(cè)試，太陽(yáng)能跟蹤控制器能實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能的穩(wěn)定跟蹤控制。 主要研究?jī)?nèi)容： 對(duì)控制系統(tǒng)的總體控制方案作了說(shuō)明。本文提出利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)跟蹤控制的方案。 對(duì)執(zhí)行部件和反饋部件的選取進(jìn)行了設(shè)計(jì)。它是純數(shù)字控制電機(jī)，非常適合單片機(jī)控制。 控制部件我們選擇 ATMEIL公司生產(chǎn)的 STC89C52 系列單片機(jī)。對(duì)系統(tǒng)的硬件的電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)連接，并按照預(yù)定的控制思想編寫(xiě)了控制系統(tǒng)的軟件即程序部分，使得整個(gè)跟蹤裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)太陽(yáng)的主動(dòng)式跟蹤?；趩纹瑱C(jī)的太陽(yáng)能跟蹤控制器通過(guò)對(duì)太陽(yáng)光強(qiáng)弱的檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)的全自動(dòng)跟蹤。 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 32 8 致 謝 在這里我首先要感謝的是我的指導(dǎo)老師劉海燕老師，她對(duì)每一項(xiàng)工作都認(rèn)真負(fù)責(zé)，對(duì)我時(shí)時(shí)處處細(xì)心指導(dǎo)。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的這段時(shí)間，她深厚的學(xué)術(shù)修養(yǎng)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、強(qiáng)烈的責(zé)任心和對(duì)學(xué)生的嚴(yán)格要求，將令我受益終生。 最后，我要特別感謝所有幫助過(guò)我的同學(xué)們， 沒(méi)有他們的熱心幫助，沒(méi)有他們那些好的建議，我將很難如此順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。 [3]陳尚松 .電子測(cè)量與儀器 [M].北京：電子工業(yè)出版社， 2021。 [5]馬忠梅 .單片機(jī)的 C 語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì) [M].北京：人民郵電出版社， 2021。 [7]譚浩強(qiáng) .C 程序設(shè)計(jì)（第二版） [M].北京：清華大學(xué)出版社， 1999。s rotation, a fixed location relative to a particular solar photovoltaic systems, four seasons a year, every day the rising sun, the sun39。s universal solar tracking systems need to put such information to calculate latitude and longitude points for each day of the year at different times where the angle of the sun will be a year in the position of the sun every moment stores PLC, microcontroller or puter software in calculating the fixed locations have to rely on the position of the sun at each moment in order to achieve tracking. Uses the theory of puter data, needs to Earth coordinates regional data and settings, once installed, it inconvenient to move or dismantle, finished on each move must be recalculated parameter setting data and adjust various parameters。s intelligent solar tracking system. The solar tracking system in the pany3