基于单片机的太阳跟踪系统设计毕业论文.doc

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1、基于单片机的太阳跟踪系统设计毕业论文目录1绪论11.1课题研究背景11.1.1国外现状11.1.2国内现状11.1.3目前太阳能的开发和利用21.2太阳光跟踪的方法21.2.1光电跟踪21.2.2时日运动轨迹跟踪介绍21.3系统的原理叙述32方案研究与选取52.1方案一52.2方案二52.3方案的确定63硬件电路分析73.1AT89C52单片机模块73.1.1单片机的选取73.1.2AT89C52单片机模块电路设计73.1.3单片机复位电路的设计83.2电源引入模块93.3时钟模块103.3.1时钟分频芯片74LS74103.3.2时钟模块电路

2、设计103.4光强度采集模块113.4.1光电器件的选择113.4.2光强度采集模块电路设计123.5A/D转换模块133.5.1ADC0809芯片介绍133.5.2ADC0809应用说明153.6四位一体数码管显示模块173.6.1LED数码管介绍173.6.2数码管显示模块电路173.7太阳光跟踪控制模块183.7.1步进电机的介绍183.7.2步进电机控制电路设计193.7.3步进电机的驱动电路原理204太阳光跟踪系统的软件设计224.1主程序设计及工作原理224.2光强度检测程序设计224.3步进电机控制程序设计234.4数码管显示程序

3、设计235硬软件调试255.1硬件调试255.2软件调试265.2.1数码管显示的调试265.2.2光强度检测和A/D转换部分的调试265.2.3电机控制部分调试265.3设计中遇到的问题及其解决方法266设计结果和数据分析286.1设计结果286.2数据分析28结论29致谢31参考文献32附录33附录一33附录二33附录三341绪论1.1课题研究背景1.1.1国外现状常规能源资源的有限性和环境压力的增加，使世界上许多国家重新加强了对新能源和可再生能源技术发展的支持。近几年，国际光伏发电迅猛发展。1973年，美国制定了政府级阳光发电计划；198

4、0年又正式将光伏发电列入公共电力规划，累计投资达8亿多美元；1994年度的财政预算中，光伏发电的预算达7800多万美元，比1993年增加了23．4％；1997年美国和欧洲相继宣布"百万屋顶光伏计划"，美国计划到2010年安装1000～3000MW太阳电池。日本不甘落后，1997年补贴"屋顶光伏计划"的经费高达9200万美元，安装目标是7600Mw。印度计划1998－2002年太阳电池总产量为150MW，其中2002年为50Mw。国际光伏发电正在由边远农村和特殊应用向并网发电和与建筑结合供电的方向发展，光伏发电已由补充能源向替代能源过渡。到目前为

5、止，世界太阳电池年销售量己超过60兆瓦，电池转换效率提高到15％以上，系统造价和发电成本已分别降至4美元/峰瓦和25美分/度电；在太阳热利用方面，由于技术日趋成熟，应用规模越来越大，仅美国太阳能热水器年销售额就逾10亿美元。太阳能热发电在技术上也有所突破，目前已有20余座大型太阳能热发电站正在运行或建设。1.1.2国内现状煤炭巨量消费已成为我国大气污染的主要来源。我国具有丰富的太阳能、风能、生物质能、地热能和海洋能等新能源和可再生能源资源，开发利用前景广阔。太阳能光伏发电应用始于70年代，真正快速发展是在80年代。在1983年一1987年短短的

6、几年内先后从美国、加拿大等国引进了七条太阳电池生产线，使我国太阳电池的生产能力从1984年以前的年产200千瓦跃到1988年的4.5兆瓦。目前太阳电池主要应用于通信系统和边远无电县、无电乡村、无电岛屿等边远偏辟无电地区，年销售约1.1兆瓦，成效显著。第36页1.1.3目前太阳能的开发和利用人类直接利用太阳能有三大技术领域，即光热转换、光电转换和光化学转换，此外，还有储能技术。太阳光热转换技术的产品很多，例如热水器、开水器、干燥器、采暖和制冷、温室与太阳房、太阳灶和高温炉、海水淡化装置、水泵、热力发电装置及太阳能医疗器具等等。可以说太阳能应用的前

7、景十分广阔。1.2太阳光跟踪的方法目前太阳能利用最普遍的形式是通过集热器将太阳能转换为热能，为了收集到尽可能多的太阳能，最好采取跟踪方式，使太阳光收集器的采光面始终对准太阳。传统的跟踪方式主要采用以下这两种方式:光电跟踪和视日运动轨迹跟踪；前者是闭环的随机系统，后者是开环的程控系统。1.2.1光电跟踪目前，国内常用的光电跟踪有重力式、电磁式和电动式，这些光电跟踪装置都使用光敏传感器如硅光电管。在这些装置中，光电管的安装靠近遮光板，调整遮光板的位置使遮光板对准太阳、硅光电池处于阴影区；当太阳西移时遮光板的阴影偏移，光电管受到阳光直射输出一定值的微

8、电流，作为偏差信号，经放大电路放大，由伺服机构调整角度使跟踪装置对准太阳完成跟踪。光电跟踪灵敏度高，结构设计较为方便；但受天气的影响很大，如果在稍长时