点光源跟踪系统

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1、编号本科生毕业设计（论文）题目：基于MSP430单片机的点光源跟踪系统设计物联网工程学院自动化专业学号0704110505学生姓名金威指导教师陈珺副教授二〇一五年六月设计总说明在人类社会不断发展的过程中，能源问题变得越来越重要。在现有的能利用的能源中，太阳能无疑是资源最广阔，而又绿色清洁无污染的能源。所以，我们要对太阳能进行更加充分的采集和利用。现在常见的太阳能电池板都是固定的，没有对太阳能进行充分的利用。经实验，有跟踪装置的太阳能采集器比没有跟踪装置的采集器在同等情况下能多采集35%的太阳能。在提升太阳能利用率方面，利用光源跟踪技术使得太阳能采集器能自动跟随太阳光的

2、位置无疑是最简单有效的方式。本设计给出了一种基于单片机的点光源跟踪系统的设计方案。在总体方案上，本设计以TI公司生产的超低功耗的MSP430F149单片机作为整个系统的核心。系统主要由光源模块，光源检测模块，电机驱动模块，显示模块，按键模块等部分组成。利用四路光线传感器（光敏三极管），将检测到的光强信号转化为电信号并经A/D转换传输给单片机。单片机将得到的数据进行分析和运算，然后用分析结果输出给驱动电路以驱动步进电机转动，使其随光源运动。当横向的两路光线传感器检测到的光强信号相接近，纵向的两路光线传感器检测到的光强信号也接近时，太阳能电板随光源转动，太阳能电板中的激光

3、笔指向光源，同时在显示屏上显示电机的转动状态。当光源超出光敏传感器能检测的范围时，能通过按键来手动调整电机转动来追踪光源。在硬件选型上，主控芯片选的是处理能力强，运算速度快，超低功耗的16位单片机MSP430F149。光源LED灯的驱动选择的是低压差、低静态电流的的恒流驱动TAC7316。光信号采集用的传感器是对电流具有放大功能的光敏三极管3DU33。驱动装置方面选用步进电机，并选择具有较强驱动能力和抗干扰能力的L298N模块对其进行驱动。显示屏采用常见的含中文字库的LCD12864显示屏。在软件设计上，大体思绪是：程序开始运行之后，首先系统进行初始化及参数设置，然后

4、系统对四路A/D输入进行扫描，将收集到的数据寄放在单片机RAM中，单片机对数据进行分析，若同向轴上的两个数据不相同，则控制电机转动直到数值相等。在硬件仿真上，protues7中没有本设计中选用的MSP430F149单片机。故选用了功能同样强大的89C51单片机来进行电机驱动的仿真，通过按键模拟接受到的传感器信号来控制电机的正反转，同样达到了仿真的效果。关键词：光源追踪；MSP430；步进电机；光敏三极管AbstractAbstractIntheprocessofdevelopmentofhumansociety,energyissuesbecomeincreasing

5、lyimportant.Intheenergyuseofexistingenergy,solarenergyisundoubtedlythemostextensiveresources,butcleanpollution-freegreenenergy.Therefore,wewanttobemorefullysolarcollectionanduse.Itisnowcommonsolarpanelsarefixed,notabletomakefulluseofsolarenergy.Theexperiment,thereisasolarcollectortracki

6、ngdevicethanwithouttrackingdeviceunderthesamecircumstancescollectorcancollectmorethan35%ofthesolarenergy.Inimprovingtheutilizationrateofsolarenergy,theuseofalightsourcetrackingtechnologyallowssolarcollectorcanautomaticallyfollowthesun'spositionisundoubtedlythemostsimpleandeffectiveway.T

7、hisdesigngivesamicrocontrollerbasedonapointlightsourcetrackingsystemdesign.ThedesignproducedbyTIultra-lowpowerMSP430F149microcontrollerasthecoreofthesystem.Systemconsistsofalightsourcemodule,lightdetectionmodule,motordrivemodule,partofthedisplaymodule,buttonmodule.Usefourlights