PAGEPAGEII[請輸入學(xué)校名稱[請輸入專業(yè)]基于單片機(jī)的太陽能追蹤器姓名：[請輸入姓名]學(xué)號：[請輸入學(xué)號]指導(dǎo)教師：[請輸入指導(dǎo)教師] Time\@"yyyy年M月d日"2020年6月11日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。太陽能自動跟蹤系統(tǒng)的設(shè)計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。本設(shè)計采用光電跟蹤的方法，利用步進(jìn)電機(jī)雙軸驅(qū)動，由光電傳感器根據(jù)入射光線的強(qiáng)弱變化產(chǎn)生反饋信號到微機(jī)處理器。微機(jī)處理器運(yùn)行程序，通過對跟蹤機(jī)構(gòu)進(jìn)行水平、俯仰兩個自由度的控制，調(diào)整太陽能電池板的角度實(shí)現(xiàn)對太陽的跟蹤。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。關(guān)鍵詞：太陽能；跟蹤；光敏二極管；單片機(jī)；步進(jìn)電機(jī)AbstractSolarenergyisknownasthemostprimitiveenergy,anditisclean,renewable,rich,andwidedistributionandhaswideprospectsofuse.Butthesolarenergyutilizationefficiencyislow;theproblemhasbeeninfluencingandhinderingthepopularityofsolarenergytechnology.Solarenergytobeautomatictrackingsystemdesignedtosolvetheproblemprovidethenewway，whichgreatlyimprovetheefficiencyintheuseofsolarenergy.Thisdesignusesthephotoelectrictrackingmethod,andusethesteppingmotordriver,byphotoelectricsensorincident,thenthestrengthofthelight’schangesproducefeedbacksignalstothecomputerprocessor,andcomputerprocessorwillruntheprogram,throughthehorizontaltrackingmechanismandpitchtwodegreesoffreedomcontroltoadjusttheangleofsolarpanelstoachievethetrackingofthesun.Solartrackingsystembysinglechipmicrocomputertoachievecanimprovetheefficiencyofconversionofphotoelectricsolarpanels,andhasabroadprospectofapplication.Keywords:Solarenergy；Tracking；Photosensitivediode；SCM；SteppingmotorPAGE28TOC\o"1-3"\h\u29355摘要 II10266Abstract III42931緒論 2318831.1課題背景 2178771.1.1能源現(xiàn)狀及發(fā)展 226441.1.2我國太陽能資源 2187371.1.3目前太陽能的開發(fā)和利用 3243801.1.4太陽能的特點(diǎn) 3322951.1.5太陽能的應(yīng)用領(lǐng)域 4131711.2課題研究的目的和意義 4322141.2.1課題研究的目的 4160051.2.2研究課題的意義 4166091.3太陽追蹤系統(tǒng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 6165831.4論文的主要研究內(nèi)容 6285652系統(tǒng)總體設(shè)計 7197982.1系統(tǒng)總體設(shè)計要求 7216362.2系統(tǒng)總體設(shè)計分析 72213系統(tǒng)的硬件設(shè)計 932263.1器件的選型 9296283.1.1STC89C52RC單片機(jī)的特點(diǎn)及工作原理 9105513.1.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的選用及簡介 13272163.1.3ULN2003芯片的選用及簡介 17235173.2光電轉(zhuǎn)換電路部分 19164894系統(tǒng)的軟件設(shè)計 22299214.1程序算法的簡單介紹 22168794.2系統(tǒng)軟件程序設(shè)計 2330226自動模式流程圖： 25142645結(jié)論 262250致謝 27755參考文獻(xiàn) 2832263本次設(shè)計硬件電路圖： 2931505本次設(shè)計源程序： 291緒論1.1課題背景 1.1.1能源現(xiàn)狀及發(fā)展眾所周之，人類進(jìn)入21世紀(jì)發(fā)展的快車道，而能源是人類發(fā)展的根本動力。同時，能源是人類社會賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。當(dāng)前，包括我國在內(nèi)的絕大多數(shù)國家都以石油、天然氣和煤炭等礦物燃料為主要能源。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。雖然在可預(yù)見的將來，煤炭、石油、天然氣等礦物燃料仍將在世界能源結(jié)構(gòu)中占有相當(dāng)?shù)谋戎?，但人們對核能以及太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、水力能、生物能等可持續(xù)能源資源的利用日益重視，在整個能源消耗中所占的比例正在顯著地提高。據(jù)統(tǒng)計，20世紀(jì)90年代，全球煤炭和石油的發(fā)電量每年增長l%，而太陽能發(fā)電每年增長達(dá)20%，風(fēng)力發(fā)電的年增長率更是高達(dá)26%。預(yù)計在未來5至10年內(nèi)，可持續(xù)能源將能夠與礦物燃料相抗衡，從而結(jié)束礦物燃料一統(tǒng)天下的局面。相對于日益枯竭的化石能源來說，太陽能似乎是未來社會能源的希望所在。而太陽能具有其他能源不具備的優(yōu)勢[1,2]。1.1.2我國太陽能資源我國幅員廣大，有著十分豐富的太陽能資源。據(jù)估算，我國陸地表面每年接受的太陽輻射能約為50x1018kJ，全國各地太陽年輻射總量達(dá)335～837kJ/cm2·a，中值為586kJ/cm2·a。我國的國土跨度從南到北、自西至東，距離都在5000km以上，總面積達(dá)960×104km，占世界總面積的7%，居世界第三位。從全國太陽年輻射總量的分布來看，西藏、青海、新疆、內(nèi)蒙古南部、山西、陜西北部、河北、山東、遼寧、吉林西部、云南中部和西南部、廣東東南部、福建東南部、海南島東部和西部以及臺灣省的西南部等廣大地區(qū)的太陽輻射總量很大。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，日照時間長。例如被人們稱為“日光城”的拉薩市，1961年至1970年的平均值，年平均日照時間為3005.7h，相對日照為68%，年平均晴天為108.5天，陰天為98.8天，年平均云量為4.8，太陽總輻射為816kJ/cm2·a，比全國其它省區(qū)和同緯度的地區(qū)都高。全國以四川和貴州兩省的太陽年輻射總量最小，其中尤以四川盆地為最，那里雨多、霧多，晴天較少。例如素有“霧都”之稱的成都市，年平均日照時數(shù)僅為1152.2h，相對日照為26%，年平均晴天為24.7天，陰天達(dá)244.6天，年平均云量高達(dá)8.4。其它地區(qū)的太陽年輻射總量居中[3,4]。1.1.3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，還有儲能技術(shù)。

太陽光熱轉(zhuǎn)換技術(shù)的產(chǎn)品很多，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。1.1.4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，在過去漫長的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。

第二，地球上，無論何處都有太陽能，可以就地開發(fā)利用，不存在運(yùn)輸問題，尤其對交通不發(fā)達(dá)的農(nóng)村、海島和邊遠(yuǎn)地區(qū)更具有利用的價值。

第三，太陽能是一種潔凈的能源，在開發(fā)和利用時，不會產(chǎn)生廢渣、廢水、廢氣，也沒有噪音，更不會影響生態(tài)平衡。

太陽能的利用有它的缺點(diǎn)：

第一：能量密度較低，日照較好時，地面上1平方米的面積所接受的能量只有1千瓦左右。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。第二：天氣影響較大，到達(dá)某一地面的太陽輻射強(qiáng)度，因受地區(qū)、氣候、季節(jié)和晝夜變化等因素影響，時強(qiáng)時弱，時有時無給使用帶來不少困難，為了克服推廣應(yīng)用中的困難，人們對水箱保溫從選擇合適的材料和最佳厚度方面作了很大改進(jìn)，可以做到在短期內(nèi)使水溫降低控制在最小范圍。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]。1.1.5太陽能的應(yīng)用領(lǐng)域人類利用太陽能有三大技術(shù)領(lǐng)域，即光熱轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換和光化轉(zhuǎn)換，此外，還有儲能技術(shù)。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。太陽光電轉(zhuǎn)換，主要是各種規(guī)格類型的太陽電池板和供電系統(tǒng)。太陽電池是把太陽光直接轉(zhuǎn)換成電能的一種器件。太陽電池的光電效率約為10-14%，其產(chǎn)品類型主要有單晶硅、多晶硅和非晶硅。國內(nèi)產(chǎn)品（指光電裝置全部費(fèi)用）價格約60-80%元/峰瓦。太陽電池的應(yīng)用范圍很廣。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、鐵路信號燈。太陽光熱轉(zhuǎn)換技術(shù)的產(chǎn)品最多。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]。1.2課題研究的目的和意義1.2.1課題研究的目的本課題研究一種基于光電傳感器的太陽光線自動跟蹤裝置，該裝置能自動跟蹤太陽光線的運(yùn)動，保證太陽能設(shè)備的能量轉(zhuǎn)換部分所在平面始終與太陽光線垂直，提高設(shè)備的能量利用率。1.2.2研究課題的意義1.新環(huán)保能源長期以來，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，儲量有限，而且燃燒時產(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。據(jù)國際能源機(jī)構(gòu)預(yù)測，人類正面臨礦物燃料枯竭的嚴(yán)重威脅。這種全球性的能源危機(jī)，迫使各國政府投入大量的人力和財力，研究和開發(fā)新能源，如太陽能等。能源危機(jī)，環(huán)境保護(hù)成為當(dāng)今世界關(guān)注的熱點(diǎn)問題。據(jù)聯(lián)合國環(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。這些燃料的燃燒構(gòu)成改變氣候的溫室氣體的最大排放源，按照可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)模式，決不能單靠消耗礦物原料來維持日益增長的能源需求。因此越來越多的國家都在致力于對可再生能源的深度開發(fā)和廣泛利用。其中具有獨(dú)特優(yōu)勢的太陽能開發(fā)前景廣闊。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。基于當(dāng)今世界能源問題和環(huán)境保護(hù)問題已成為全球的一個“人類面臨的最大威脅”的嚴(yán)重問題，本課題的目的是為了更充分的利用太陽能、提高太陽能的利用率，而進(jìn)行太陽追蹤系統(tǒng)的開發(fā)研究，這對我們面臨的能源問題有重大的意義。同時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)，對節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境也有重大的意義。2.提高太陽能的利用率太陽能是一種低密度、間歇性、空間分布不斷變化的能源，這就對太陽能的收集和利用提出了更高的要求。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。就目前的太陽能裝置而言，如何最大限度的提高太陽能的利用率，仍為國內(nèi)外學(xué)者的研究熱點(diǎn)。解決這一問題應(yīng)從兩個方面入手，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。太陽跟蹤系統(tǒng)為解決這一問題提供了可能。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。但是太陽每時每刻都是在運(yùn)動著，集熱裝置若想收集更多方向上的太陽光，那就必須要跟蹤太陽。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37.7%，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]。1.3太陽追蹤系統(tǒng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀在太陽能跟蹤方面，我國在1997年研制了單軸太陽跟蹤器，完成了東西方向的自動跟蹤，而南北方向則通過手動調(diào)節(jié)，接收器的接收效率提高了。1998年美國加州成功的研究了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。2002年2月美國亞利桑那大學(xué)推出了新型太陽能跟蹤裝置，該裝置利用控制電機(jī)完成跟蹤，采用鋁型材框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，大大拓寬了跟蹤器的應(yīng)用領(lǐng)域。在國內(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。目前，太陽追蹤系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)追蹤太陽的方法很多，但是不外乎采用如下兩種方式：一種是光電追蹤方式，另一種是根據(jù)視日運(yùn)動軌跡追蹤；前者是閉環(huán)的隨機(jī)系統(tǒng)，后者是開環(huán)的程控系統(tǒng)[9]。1.4論文的主要研究內(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。論文的主要工作包括:選取控制芯片，分析系統(tǒng)的硬件需求，設(shè)計控制系統(tǒng)。選取模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，使光敏電阻采集到的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。設(shè)計控制方案，步進(jìn)電動機(jī)以及驅(qū)動電路。2系統(tǒng)總體設(shè)計2.1系統(tǒng)總體設(shè)計要求本系統(tǒng)研制的出發(fā)點(diǎn)是更加有效的利用太陽能。對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。對太陽能進(jìn)行電能轉(zhuǎn)換的時候，由于太陽的位置是隨著時間的變化而改變的，如果采用固定式的太陽能接收裝置，此裝置的位置無法隨太陽改變，只能在固定時段有效的吸收太陽能，在其他時段的吸收效率就十分低下，因此，要使太陽能的吸收效率提高，采用太陽跟蹤系統(tǒng)對太陽進(jìn)行實(shí)時跟蹤是可行和有效的。在本課題中采用的是雙軸跟蹤的方法對太陽進(jìn)行即時跟蹤，使太陽能接收裝置能夠始終正對太陽，從而提高吸收效率。本系統(tǒng)的整體研發(fā)要求是經(jīng)濟(jì)、結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠。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比與可靠性較高的構(gòu)件，充分考慮其經(jīng)濟(jì)性.在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，要使系統(tǒng)機(jī)構(gòu)盡量簡潔，避免過于復(fù)雜和昂貴，要便于安裝和維護(hù)。在控制部分的設(shè)計中，要考慮到系統(tǒng)的全天候性要求，選用耐用和抗干擾性強(qiáng)的執(zhí)行元件，避免頻繁發(fā)生系統(tǒng)故障。設(shè)計要求如下：采集板上使用四個光敏電阻，從四個光敏電阻采集的信號上判斷哪一個采集到的光強(qiáng)度大，從而控制采集板移動，使采集板正對光源。使用雙軸模擬運(yùn)行。3.系統(tǒng)設(shè)計的硬件部分和軟件部分能夠無故障、準(zhǔn)確、合理地運(yùn)行。4.有手動模式和自動模式兩種運(yùn)行模式并有指示燈提示。2.2系統(tǒng)總體設(shè)計分析本設(shè)計主要包過光電轉(zhuǎn)換電路，AD轉(zhuǎn)換電路，單片機(jī)控制電路，按鍵輸入電路，電機(jī)驅(qū)動電路的設(shè)計，整體硬件框圖如下：單片機(jī)控制電路單片機(jī)控制電路時鐘電路雙軸步進(jìn)電機(jī)電路時鐘電路雙軸步進(jìn)電機(jī)電路太陽能充電電路復(fù)位電路太陽能充電電路復(fù)位電路按鍵電路按鍵電路電源電路電源電路光照檢測電路光照檢測電路穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路圖2-1太陽能自動跟蹤總體框圖圖2-1是本太陽能自動跟蹤裝置的原理框圖,太陽能自動跟蹤裝置設(shè)計成雙軸跟蹤系統(tǒng),同時在方位角和高度角兩個方向上跟蹤,由兩個步進(jìn)電機(jī)組成。傳感器把接收到的光信號轉(zhuǎn)換成電信號,電信號經(jīng)過信號處理及控制電路后,由控制電路輸出相應(yīng)的控制信號驅(qū)動方位角調(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。3系統(tǒng)的硬件設(shè)計本次設(shè)計，主要有單片機(jī)控制部分，光電采集部分，模數(shù)轉(zhuǎn)換部分以及電機(jī)驅(qū)動部分。3.1器件的選型3.1.1STC89C52RC單片機(jī)的特點(diǎn)及工作原理為了使用方便，系統(tǒng)要求可以進(jìn)行在線改寫，并能在斷電情況下保存數(shù)據(jù)而不需要保護(hù)電源，同時使系統(tǒng)使用盡可能少的外圍擴(kuò)展芯片，提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，要求使用的單片機(jī)具有片內(nèi)電擦除可編程只讀存儲器，基于以上原因，選用STC89C52RC單片機(jī)。STC89C52RC單片機(jī)是STC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)閃電存儲器（FlashMemory）的8位CMOS微控制器，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系列和引腳完全兼容[43,44]。它除了具有256字節(jié)的RAM、32條I/O線、兩個16位定時器/計數(shù)器、一個五源兩級的中斷結(jié)構(gòu)、一個雙工的串行口、0.5Hz～12MHz的全靜態(tài)工作方式、片上振蕩器與時鐘電路等一般標(biāo)準(zhǔn)特性外，還具有以下特點(diǎn)：STC89C52RC完全兼容MCS-51系列單片機(jī)的所有功能，并且本身帶有2K的內(nèi)存儲器，可以在編程器上實(shí)現(xiàn)閃爍式的電擦寫達(dá)幾萬次以上，比以往慣用的8031CPU外加EPROM為核心的單片機(jī)系統(tǒng)在硬件上具有更加簡單方便等優(yōu)點(diǎn)，具體如下：STC89C52RC單片機(jī)是最早期也最典型的產(chǎn)品，低功耗、高性能、采用CMOS工藝的8位單片機(jī)。它在硬件資源和功能、軟件指令及編程上與Intel80C3X單片機(jī)完全相同。在應(yīng)用中可直接替換。在STC89C52RC內(nèi)部有FLASH程序存儲器，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)對其編程。編程速度很快，擦除時也無需紫外線，非常方便。STC89C5x系列可認(rèn)為是Intel80C3X的內(nèi)核與STCFLASH技術(shù)的結(jié)合體。它為許多嵌入式控制系統(tǒng)提供了靈活、低成本的解決方案。1．主要性能與MCS-51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容；片內(nèi)集成4KB的FLASH存儲器，可反復(fù)編程／擦除1000次；（1）數(shù)據(jù)保留時間：10年；（2）全靜態(tài)設(shè)計，時鐘頻率范圍為0～24MHz、33MHz；（3）三個程序存儲器保密位；（4）128×8字節(jié)的內(nèi)部RAM；（5）32條可編程的I／O口線；（6）2個可工作于4種模式的16位定時／計數(shù)器；（7）5個中斷源／2個中斷優(yōu)先級；（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)振蕩器和時鐘電路；2．管腳說明圖3-1STC89C52RC管腳封裝圖Vcc：供電電壓。GND：接地。P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I／O口，每腳可吸收8個TTL門電流。當(dāng)Pl口的管腳第一次寫“1”時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)／地址的第八位。在FLASH編程時，P0口作為原碼輸入口，當(dāng)FLASH進(jìn)行校驗(yàn)時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個內(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4TTL門電流。Pl口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，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，P1口作為第八位地址接收。P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I／O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，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。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時接收高八位地址信號和控制信號。P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I／O口，可接收輸出4個TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。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口也可作為STC89C52RC的一些特殊功能口，P3口管腳備選功能：P3．0RXO(串行輸入口)；P3．1TXD(串行輸出口)；P3．2INTO(外部中斷0)；P3．3INTI(外部中斷1)；P3．4TO(計時器O外部輸入)；P3．5T1(計時器1外部輸入)：P3．6WR(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通)；P3．7RD(外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通)；P3口同時為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位時，要保持RST腳兩個機(jī)器周期的高電平時間。ALE：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低八位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1／6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時，ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令時ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器讀取指令期間，每個機(jī)器周期兩次麗有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的麗信號將不出現(xiàn)。EA／VPP：當(dāng)EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器(0000H—FFFFH)，不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源(VPP)。XTALl：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。3．振蕩器特性XTALI和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，XTAL2應(yīng)不接。由于輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。4．芯片擦除整個EPROM陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持ALE管腳處于低電平lOms來完成。在芯片擦除操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。5．編程算法(1)地址線上輸入欲編程的存儲單元地址；(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FLASH存儲器的一個字節(jié)或保密位進(jìn)行編程。編程一個字節(jié)的周期是內(nèi)部自定時的，典型時間不會超過1．5ms。改變編程的存儲單元地址和編程數(shù)據(jù)重復(fù)步驟(1)～(5)，直到編程文件最后。此外，STC89C52RC設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，CPU停止工作，但RAM、定時器、計數(shù)器、串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復(fù)位為止。3.1.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的選用及簡介因?yàn)槭诌呌蠥DC0808和PCF8591兩款模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，所以就在這兩者之間選取。1.ADC0808的簡單介紹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。其內(nèi)部有一個8通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通8路模擬輸入信號中的一個進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。ADC0808是ADC0809的簡化版本，功能基本相同。一般在硬件仿真時采用ADC0808進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，實(shí)際使用時采用ADC0809進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。2.ADC0808的引腳功能 圖3-2ADC0808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。各引腳功能如下：1～5和26～28（IN0～I(xiàn)N7）：8路模擬量輸入端。8、14、15和17～21：8位數(shù)字量輸出端。22（ALE）：地址鎖存允許信號，輸入，高電平有效。6（START）：A/D轉(zhuǎn)換啟動脈沖輸入端，輸入一個正脈沖（至少100ns寬）使其啟動（脈沖上升沿使0808復(fù)位，下降沿啟動A/D轉(zhuǎn)換）。7（EOC）：A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，輸出，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時，此端輸出一個高電平（轉(zhuǎn)換期間一直為低電平）。9（OE）：數(shù)據(jù)輸出允許信號，輸入，高電平有效。當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時，此端輸入一個高電平，才能打開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量。10（CLK）：時鐘脈沖輸入端。要求時鐘頻率不高于640KHZ。12（VREF（+））和16（VREF（-））：參考電壓輸入端11（Vcc）：主電源輸入端。13（GND）：地。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。表3-1ADC08088通道選擇表地址碼對應(yīng)的輸入通道23(ADDA)24(ADDB)25(ADDC)000IN0001IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN7電源電壓（Vcc）：6.5V控制端輸入電壓：-0.3V～15V其它輸入和輸出端電壓：-0.3V～Vcc+0.3V貯存溫度：-65℃～+150℃功耗（T=+25℃）：875mW引線焊接溫度：①氣相焊接（60s）：215℃；②紅外焊接(15s)：220℃抗靜電強(qiáng)度：400V3.輸出端注意out7為最低位-out0為最高位，out7-out0分別接單片機(jī)的P0.0到P0.7端。2.PCF8591的簡單介紹PCF8591是一個單片集成、單獨(dú)供電、低功耗、8-bitCMOS數(shù)據(jù)獲取器件。PCF8591具有4個模擬輸入、1個模擬輸出和1個串行I2C總線接口。PCF8591的3個地址引腳A0,A1和A2可用于硬件地址編程，允許在同個I2C總線上接入8個PCF8591器件，而無需額外的硬件。在PCF8591器件上輸入輸出的地址、控制和數(shù)據(jù)信號都是通過雙線雙向I2C總線以串行的方式進(jìn)行傳輸。PCF8591的功能包括多路模擬輸入、內(nèi)置跟蹤保持、8-bit模數(shù)轉(zhuǎn)換和8-bit數(shù)模轉(zhuǎn)換。PCF8591的最大轉(zhuǎn)化速率由I2C總線的最大速率決定。PCF8591特性單獨(dú)供電PCF8591的操作電壓范圍2.5V-6V低待機(jī)電流通過I2C總線串行輸入/輸出PCF8591通過3個硬件地址引腳尋址PCF8591的采樣率由I2C總線速率決定4個模擬輸入可編程為單端型或差分輸入自動增量頻道選擇PCF8591的模擬電壓范圍從VSS到VDDPCF8591內(nèi)置跟蹤保持電路8-bit逐次逼近A/D轉(zhuǎn)換器通過1路模擬輸出實(shí)現(xiàn)DAC增益AIN0～AIN3：模擬信號輸入端。A0～A3：引腳地址端。VDD、VSS：電源端。（2.5～6V）SDA、SCL：I2C總線的數(shù)據(jù)線、時鐘線。OSC：外部時鐘輸入端，內(nèi)部時鐘輸出端。EXT：內(nèi)部、外部時鐘選擇線，使用內(nèi)部時鐘時EXT接地。AGND：模擬信號地。AOUT：D/A轉(zhuǎn)換輸出端。VREF：基準(zhǔn)電源端。最終考慮到傳送數(shù)據(jù)的速率和功耗上，選用了PCF8591模數(shù)數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片。硬件連接電路如下：3.1.3步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動芯片的選用及簡介由于身邊有兩種步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動芯片ULN2003和ULN2803，所以驅(qū)動芯片就在這兩個里面選擇，ULN2003簡介：ULN2003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)動的系統(tǒng)。由于用此芯片設(shè)計驅(qū)動電路較為簡單實(shí)用，有很多優(yōu)點(diǎn)，所以本系統(tǒng)驅(qū)動電路設(shè)計部分就采用了此芯片。1.功能簡單介紹ULN2003是大電流驅(qū)動陣列,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?？芍苯域?qū)動繼電器等負(fù)載。輸入5VTTL電平，輸出可達(dá)500mA/50V。ULN2003是高耐壓、大電流達(dá)林頓陳列,由七個硅NPN達(dá)林頓管組成。該電路的特點(diǎn)如下:ULN2003的每一對達(dá)林頓都串聯(lián)一個2.7K的基極電阻,在5V的工作電壓下它能與TTL和CMOS電路直接相連,可以直接處理原先需要標(biāo)準(zhǔn)邏輯緩沖器來處理的數(shù)據(jù)。ULN2003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)動的系統(tǒng)。2.ULN2003芯片引腳介紹圖3-4ULN2003芯片引腳圖引腳1：CPU脈沖輸入端，端口對應(yīng)一個信號輸出端。引腳2：CPU脈沖輸入端。引腳3：CPU脈沖輸入端。引腳4：CPU脈沖輸入端。引腳5：CPU脈沖輸入端。引腳6：CPU脈沖輸入端。引腳7：CPU脈沖輸入端。引腳8：接地。引腳9：該腳是內(nèi)部7個續(xù)流二極管負(fù)極的公共端，各二極管的正極分別接各達(dá)林頓管的集電極。用于感性負(fù)載時，該腳接負(fù)載電源正極，實(shí)現(xiàn)續(xù)流作用。如果該腳接地,實(shí)際上就是達(dá)林頓管的集電極對地接通。引腳10：脈沖信號輸出端，對應(yīng)7腳信號輸入端。引腳11：脈沖信號輸出端，對應(yīng)6腳信號輸入端。引腳12：脈沖信號輸出端，對應(yīng)5腳信號輸入端。引腳13：脈沖信號輸出端，對應(yīng)4腳信號輸入端。引腳14：脈沖信號輸出端，對應(yīng)3腳信號輸入端。引腳15：脈沖信號輸出端，對應(yīng)2腳信號輸入端。引腳16：脈沖信號輸出端，對應(yīng)1腳信號輸入端。ULN2803簡介：ULN2802ULN2803ULN2804A8個NPN達(dá)林頓晶體管，連接在陣列非常適合邏輯接口電平數(shù)字電路（例如TTL，CMOS或PMOS上/NMOS）和較高的電流/電壓，如電燈，電磁閥，繼電器，打印錘或其他類似的負(fù)載，廣泛的使用范圍：計算機(jī)，工業(yè)和消費(fèi)應(yīng)用。所有設(shè)備功能由集電極輸出和鉗位二極管瞬態(tài)抑制。該ULN2803是專為符合標(biāo)準(zhǔn)TTL，而制造ULN2804適合6至15V的高級別CMOS或PMOS上。該電路為反向輸出型，即輸入低電平電壓，輸出端才能導(dǎo)通工作。主要特點(diǎn)編輯達(dá)林頓管驅(qū)動器包含8個NPN達(dá)林頓管高耐壓，大電流無鉛/RoHS認(rèn)證輸入電阻:2.7k(Ω)推薦輸入電壓:5(V)溫度范圍:-40℃～+85℃包裝規(guī)格:AFW:Tape&Reel|卷帶AP:Tube|管裝芯片引腳圖1-8引腳：輸入端11-18引腳：輸出端9引腳：地端10引腳：電源+其實(shí)ULN2003和ULN2803除了后者比前者多了一個達(dá)林頓晶體管，其他參數(shù)基本一樣，出于2803之前有用過，再加上本次設(shè)計需要驅(qū)動兩個電機(jī)，所以就采用了ULN2803步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動。硬件連接如下：3.2光電轉(zhuǎn)換電路部分光電轉(zhuǎn)換電路由四個相同基本電路組成，每個基本電路由光敏二極管，電阻組成。然后接PCF8591模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片，最后送給單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。簡介1.光敏二極管也叫光電二極管。光敏二極管與半導(dǎo)體二極管在結(jié)構(gòu)上是類似的,其管芯是一個具有光敏特征的PN結(jié)，具有單向?qū)щ娦?，因此工作時需加上反向電壓。無光照時，有很小的飽和反向漏電流，即暗電流，此時光敏二極管截止。當(dāng)受到光照時,飽和反向漏電流大大增加，形成光電流,它隨入射光強(qiáng)度的變化而變化。當(dāng)光線照射PN結(jié)時，可以使PN結(jié)中產(chǎn)生電子一空穴對，使少數(shù)載流子的密度增加。這些載流子在反向電壓下漂移，使反向電流增加。因此可以利用光照強(qiáng)弱來改變電路中的電流。常見的有2CU、2DU等系列。2.光敏三極管和普通三極管相似，也有電流放大作用，只是它的集電極電流不只是受基極電路和電流控制，同時也受光輻射的控制。通常基極不引出，但一些光敏三極管的基極有引出，用于溫度補(bǔ)償和附加控制等作用。當(dāng)具有光敏特性的PN結(jié)受到光輻射時，形成光電流，由此產(chǎn)生的光生電流由基極進(jìn)入發(fā)射極，從而在集電極回路中得到一個放大了相當(dāng)于β倍的信號電流。不同材料制成的光敏三極管具有不同的光譜特性，與光敏二極管相比，具有很大的光電流放大作用，即很高的靈敏度。3.基本特性:(1)光譜特性(2)伏安特性(3)光照特性(4)溫度特性(5)頻率響應(yīng)特性工作原理光敏二極管是將光信號變成電信號的半導(dǎo)體器件。它的核心部分也是一個PN結(jié)，和普通二極管相比，在結(jié)構(gòu)上不同的是，為了便于接受入射光照，PN結(jié)面積盡量做的大一些，電極面積盡量小些，而且PN結(jié)的結(jié)深很淺，一般小于1微米。光敏二極管是在反向電壓作用之下工作的。沒有光照時，反向電流很?。ㄒ话阈∮?.1微安），稱為暗電流。當(dāng)有光照時，攜帶能量的光子進(jìn)入PN結(jié)后，把能量傳給共價鍵上的束縛電子，使部分電子掙脫共價鍵，從而產(chǎn)生電子空穴對，稱為光生載流子。它們在反向電壓作用下參加漂移運(yùn)動，使反向電流明顯變大，光的強(qiáng)度越大，反向電流也越大。這種特性稱為“光電導(dǎo)”。光敏二極管在一般照度的光線照射下，所產(chǎn)生的電流叫光電流。如果在外電路上接上負(fù)載，負(fù)載上就獲得了電信號，而且這個電信號隨著光的變化而相應(yīng)變化。光敏二極管、光敏三極管是電子電路中廣泛采用的光敏器件。光敏二極管和普通二極管一樣具有一個PN結(jié)，不同之處是在光敏二極管的外殼上有一個透明的窗口以接收光線照射，實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換，在電路圖中文字符號一般為VD。光敏三極管除具有光電轉(zhuǎn)換的功能外，還具有放大功能，在電路圖中文字符號一般為VT。光敏三極管因輸入信號為光信號，所以通常只有集電極和發(fā)射極兩個引腳線。同光敏二極管一樣，光敏三極管外殼也有一個透明窗口，以接收光線照射?；咎匦?1)光譜特性(2)伏安特性(3)光照特性(4)溫度特性(5)頻率響應(yīng)特性硬件電路圖如下：4系統(tǒng)的軟件設(shè)計單片機(jī)是一種集成在電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU隨機(jī)存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時器/計時器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個小而完善的計算機(jī)系統(tǒng)。本設(shè)計采用的是89C51單片機(jī)，它是控制這個系統(tǒng)的核心部分，軟件程序也是由單片機(jī)來操作，其最終目的就是正確控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。本部分以單片機(jī)的控制為中心來將各個模塊電路連接起來，使讀者更明白本設(shè)計的思想。4.1程序算法的簡單介紹本部分主要介紹軟件的流程設(shè)計部分，軟件程序是整個太陽能自動跟蹤系統(tǒng)的核心部分，如果程序算法不好的話，將會從整體上大大限制本設(shè)計的可用性和科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)性。程序算法是對特定問題求解過程的描述，是指令的有限序列，每條指令完成一個或多個操作。通俗地講，就是為解決某一特定問題而采取的具體有限的操作步驟。程序算法具有以下特性：（1）有窮性：在有限的操作步驟內(nèi)完成。有窮性是算法的重要特性，任何一個問題的解決不論其采取什么樣的算法，其終歸是要把問題解決好。如果一種算法的執(zhí)行時間是無限的，或在期望的時間內(nèi)沒有完成，那么這種算法就是無用和徒勞的，我們不能稱其為算法。（2）確定性：每個步驟確定，步驟的結(jié)果確定。算法中的每一個步驟其目的應(yīng)該是明確的，對問題的解決是有貢獻(xiàn)的。如果采取了一系列步驟而問題沒有得到徹底的解決，也就達(dá)不到目的，則該步驟是無意義的。（3）可行性：每個步驟有效執(zhí)行，得到確定的結(jié)果。每一個具體步驟在通過計算機(jī)實(shí)現(xiàn)時應(yīng)能夠使計算機(jī)完成，如果這一步驟在計算機(jī)上無法實(shí)現(xiàn)，也就達(dá)不到預(yù)期的目的，那么這一步驟是不完善的和不正確的，是不可行的。（4）零個或多個輸入：從外界獲得信息。算法的過程可以無數(shù)據(jù)輸入，也可以有多種類型的多個數(shù)據(jù)輸入，需根據(jù)具體的問題加以分析。（5）一個或多個輸出：算法得到的結(jié)果就是算法的輸出（不一定就是打印輸出）。算法的目的是為解決一個具體問題，一旦問題得以解決，就說明采取的算法是正確的，而結(jié)果的輸出正是驗(yàn)證這一目的的最好方式。4.2系統(tǒng)軟件程序設(shè)計本系統(tǒng)設(shè)計整體軟件程序流程圖如下圖所示：圖4-1整體軟件流程圖按鍵控制流程圖：按鍵控制，除了模式切換按鍵，其他四個按鍵只有在手動模式下可用，上下左右四個按鍵，通過控制步進(jìn)電機(jī)，達(dá)到使采光板相應(yīng)的做上下左右移動的效果。模式切換流程圖：在上電初始化之后，默認(rèn)設(shè)置的是手動模式，通過中間的按鍵，也就是key_state的按下來切換手動與自動模式。手動模式下按key_state切換到自動模式，自動模式下按key_state切換到手動模式。自動模式流程圖：自動模式下，單片機(jī)通過采光板上的四個光敏電阻，來檢測采光板上下左右四個方向的光強(qiáng)度值，然后控制步進(jìn)電機(jī)工作，使采光板正面移動到與光強(qiáng)度值最大的一方垂直。

5結(jié)論本太陽能自動跟蹤系統(tǒng)設(shè)計采取了傳統(tǒng)的硬件和軟件相結(jié)合的開發(fā)方法，使用了STC89C52RC單片機(jī)作為整個系統(tǒng)的控制處理中心，而STC89C52RC單片機(jī)具有硬件設(shè)計方便，資源豐富，程序指令快速簡單，驅(qū)動能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，所以保證了該系統(tǒng)反應(yīng)的快速性和靈敏性。本設(shè)計的光強(qiáng)信號檢測轉(zhuǎn)換電路設(shè)計較為巧妙，主要是在四個光敏二極管的分布設(shè)計很巧妙，使系統(tǒng)的可靠性強(qiáng)。然后通過光電檢測電路把光強(qiáng)信號轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號，送給AD轉(zhuǎn)換電路的輸入端。AD轉(zhuǎn)換電路使用了的芯片是PCF8591，其轉(zhuǎn)換精度較高，保證了所轉(zhuǎn)換成的數(shù)字電壓信號的精確。而接下來把數(shù)字電壓信號送給單片機(jī)進(jìn)行處理、分析、控制并發(fā)出指令，來控制四相步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動，從而使采光板進(jìn)行移動。致謝經(jīng)過幾個月的查考資料、整理材料、設(shè)計和寫論文，我們小組終于要完成了這次畢業(yè)設(shè)計了，感覺一路走來，雖然經(jīng)歷了這么多的坎坷，但心中挺充實(shí)的，也挺有成就感的。本次設(shè)計得以完成，要感謝的人實(shí)在太多了，首先要感謝XXX老師，因?yàn)檎撐氖窃赬老師的指導(dǎo)下完成的。本設(shè)計從選題到完成，每一步都是在X老師的指導(dǎo)下完成的，傾注了X老師大量的心血。在此，謹(jǐn)向X老師表示崇高的敬意和衷心的感謝！謝謝X老師在我們小組設(shè)計的過程中給與我們的指導(dǎo)和幫助，使得我們的設(shè)計得以不斷的完善，直至論文的完成。同時也感謝學(xué)校能給我們這樣一次展示我們自己平臺的機(jī)會，使我們自己的能力得到鍛煉和提高。當(dāng)然，本次設(shè)計的順利完成，離不開其他各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心和幫助。在整個的設(shè)計中，各位老師、同學(xué)和朋友積極的幫助我查資料和提供有利于論文寫作的建議和意見，在他們的幫助下，另外，要感謝在大學(xué)期間所有傳授我知識的老師，是你們的悉心教導(dǎo)使我有了良好的專業(yè)課知識，這也是設(shè)計得以完成的基礎(chǔ)。通過此次的設(shè)計，我們學(xué)到了很多知識，跨越了傳統(tǒng)方式下的教與學(xué)的體制束縛，在設(shè)計過程中，通過查資料和搜集有關(guān)的文獻(xiàn)，培養(yǎng)了自學(xué)能力和動手能力。并且由原先的被動的接受知識轉(zhuǎn)換為主動的尋求知識，這可以說是學(xué)習(xí)方法上的一個很大的突破。在以往的傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)模式下，我們可能會記住很多的書本知識，但是通過這次設(shè)計，我們學(xué)會了如何將學(xué)到的知識轉(zhuǎn)化為自己的東西，學(xué)會了怎么更好的處理知識和實(shí)踐相結(jié)合的問題。參考文獻(xiàn)[1]李申生．太陽能．北京人民教育出版社[M]，1988:12-14.[2]王炳忠．太陽能—未來能源之星．高教出版社[M]，1990:20-21.[3]練亞純．太陽能的利用．北京人民出版社[M]，1975:24-25.[4]言惠．太陽能21世紀(jì)的能源[J]．上海大中型電機(jī)，2004，(04):16-18.[5]姚偉．太陽能利用與可持續(xù)發(fā)展[J]．中國能源，2005，(02):05-06.[6]戴聞．太陽能利用前景光明[J]．物理，2003，(08):9-14.[7]郭廷瑋．太陽能的利用[M]．科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，1984:31-33.[8]余海．太陽能利用綜述及提高其利用率的途徑[J]．能源研究與利用，2004，(03):2-7.[9]張明.德國太陽能發(fā)電最多的國家[R]．廣西電力建設(shè)科技信息,2004，(04):51-52.[10]徐機(jī)玲，蔡玉高．太陽能利用新突破[J]．瞭望，2004，(39):28-30.[11]王海鵬，鄭成聰，徐丹，聶士忠．基于單片機(jī)的太陽自動跟蹤裝置的設(shè)計與制作．計算機(jī)技術(shù)，2010，(07)：10-9.[12]李敏，劉京誠等．一種新型的太陽能自動跟蹤裝置．電子器件，2008，（10）：31-5.[13]陳維，李戩洪．太陽能利用中的跟蹤控制方式的研究[J]．能源工程，2OO3，(03):18-21．[14]張洪潤，張雅凡，鄧洪敏.傳感器原理及應(yīng)用．北京：清華大學(xué)出版社，2008，7.[15]范志剛．光電測試技術(shù)[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2004:24-26.[16]陳維，李戩洪．太陽能利用中的跟蹤控制方式的研究[J]．能源工程，2OO3，(03)：18-21．[17]薛建國．基于單片機(jī)的太陽能電池自動追蹤系統(tǒng)的設(shè)計[J]．長春師范學(xué)院學(xué)報，2005，24（3）:26-30.[18]邱宣懷．機(jī)械設(shè)計[M]．高等教育出版社[M]，2006:100-360.[19]孫俊逸，盛秋林．單片機(jī)原理及應(yīng)用[M]．北京：清華大學(xué)出版社，2006:88-100.[20]余永權(quán)．STC89系列(MCS-51兼容)Flash單片機(jī)原理及應(yīng)用[M]．北京：電子工業(yè)出版社,2000:55-60．[21]朱定華．單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2001:25-27.[22]錢平.伺服系統(tǒng)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2006：46-68.[23]周興華．光敏器件[J]．電子世界，1999，(12):53-54.[24]史延齡，李漢軍．光導(dǎo)效應(yīng)與光敏器件[J]．現(xiàn)代物理知識，9（4）:31-32.

附錄本次設(shè)計硬件電路圖：本次設(shè)計源程序：#include<reg52.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#defineTol15//容差值#include"PCF8591.h"sbitled_1=P1^2;sbitled_2=P1^3;sbitkey_Up=P3^4;sbitkey_Down=P3^6;sbitkey_Left=P3^3;sbitkey_Right=P3^7;sbitkey_state=P3^5;ucharcodeFirstSet_FWD[]={0x01,0x03,0x02,0x06,0x04,0x0c,0x08,0x09};//正轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)ucharcodeFirstSet_REV[]={0x09,0x08,0x0c,0x04,0x06,0x02,0x03,0x01};//反轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)ucharcodeSecondset_FWD[]={0x10,0x30,0x20,0x60,0x40,0xc0,0x80,0x90};//正轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)ucharcodeSecondset_REV[]={0x90,0x80,0xc0,0x40,0x60,0x20,0x30,0x10};//反轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)uintangle_X=800,angle_Y=800;bitDIR_X,DIR_Y;ucharloop,AD_Up,AD_Down,AD_Left,AD_Right,ms,blink_ms;bitUp_CB,Down_CB,Left_CB,Right_CB,SYS_mode,SYS_ERROR;voiddelay(uintT){ while(T--);}voidUart_write(uchardat){ SBUF=dat; while(!TI); TI=0;}voidkey(){ if(!key_state) { delay(1000); if(!key_state) { while(!key_state)Down_CB=Up_CB=Right_CB=Left_CB=0; SYS_mode=!SYS_mode; angle_X=angle_Y=800; DIR_X=DIR_Y=0; } } if(!SYS_mode) { if(!key_Up) { Up_CB=1; Down_CB=0; }elseif(!key_Down) { Up_CB=0; Down_CB=1; }else { Down_CB=0; Up_CB=0; } if(!key_Left) { Left_CB=1; Right_CB=0; }elseif(!key_Right) { Left_CB=0; Right_CB=1; }else { Right_CB=0; Left_CB=0; } }}voidproc(){ if(SYS_mode&&SYS_ERROR==0) { if(AD_Up>AD_Down) { Up_CB=0; if(AD_Up-AD_Down>=Tol) { Down_CB=1; }elseif(AD_Up-AD_Down<=4) { Down_CB=0; } }else { Down_CB=0; if(AD_Down-AD_Up>=Tol) { Up_CB=1; }elseif(AD_Down-AD_Up<=4) { Up_CB=0; } } if(AD_Left>AD_Right) { Right_CB=0; if(AD_Left-AD_Right>=Tol) { Left_CB=1; }elseif(AD_Left-AD_Right<=7) { Left_CB=0; } }else { Left_CB=0; if(AD_Right-AD_Left>=Tol) { Right_CB=1; }elseif(AD_Right-AD_Left<=7) { Right_CB=0; } } }elseif(SYS_mode&&SYS_ERROR) { Right_CB=Left_CB=Up_CB=Down_CB=0; }}voidmain(void){ TMOD=0x01; TH0=0xf6; TL0=0x3b; EA=1; ET0=1; TR0=1; init(); while(1) { key(); AD_Down=read_add(0x00); //上 AD_Up=read_add(0x01); //下 AD_Right=read_add(0x02); //左 AD_Left=read_add(0x03); //右 if(AD_Down==255||AD_Down==0||AD_Up==255||AD_Up==0||AD_Right==255||AD_Right==0||AD_Left==255||AD_Left==0) { SYS_ERROR=1; }else { SYS_ERROR=0; } proc(); if(SYS_ERROR==0) { if(!SYS_mode) { led_1=0; led_2=1; }else { led_1=1; led_2=0; } } }}voidinit_1()interrupt1{ TH0=0xf6; TL0=0x3b; if(Up_CB) { P2=P2&0xf0|FirstSet_FWD[loop]; }elseif(Down_CB) { P2=P2&0xf0|FirstSet_REV[loop]; }else { P2=P2&0xf0; } if(Left_CB) { P2=P2&0x0f|Secondset_FWD[loop]; }elseif(Right_CB) { P2=P2&0x0f|Secondset_REV[loop