太阳能智能追光系统的设计毕业论文

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1、太阳能智能追光系统的设计毕业论文目录1绪论11.1太阳追光系统的发展现状11.2太阳能追光系统的设计思想11.3太阳能智能追光系统的研究意义11.4研究目标、研究内容和拟解决的关键问题22硬件设计32.1主控制器32.1.1主控制器的选用32.1.2控制器的介绍32.2驱动元件42.2.1直流电机与步进电机的比较42.2.2步进电机控制原理52.3输入模块62.3.1电压比较器62.3.2光敏电阻62.4硬件结构框图与原理图82.4.1系统整体结构框图82.4.2整体硬件原理图83方案研究93.1基于挡板的传感部分方案93

2、.2接收系统方案104系统软件设计115智能追光算法126仿真与实验调试146.1Protues仿真146.1.1仿真原理146.1.2软件仿真及调试146.1.3仿真结果156.2实验调试156.2.1硬件调试156.2.2解决过程166.3PCB制版16结束语17参考文献18致谢19附录20附录A：程序清单20附录B：电路原理图22附录C：PCB图23附录D：实物照片241绪论太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。为人类创造了一种新的生活形态，使社会及人类进入一个节

3、约能源减少污染的时代，所以研究实现对太阳能的高效利用有重大意义。1.1太阳能追光系统的发展现状目前对太阳进行跟踪的仪器有：单轴太阳能自动跟踪器，步进式太阳能自动跟踪，可自动跟踪的太阳灶，五像限法太阳自动跟踪仪，单轴液压式自动跟踪，极轴式跟踪。不足之处:结构复杂，跟踪精度不高，不能全自动跟踪[1]。1.2太阳能追光系统的设计思想检测规划是追光系统的一个重要问题，它的目标是在一个光亮强度不同的环境中，为跟踪系统寻找太阳的具体位置。一个重要的解决方法就是采用象限法，象限法就是把检测系统接收板分成四个象限，太阳光线从不同角度照射到

4、接收板，检测元件感应光线强度不同[2]。当考虑到元件误差时，跟踪系统与太阳实际位置可能会出现偏差。定位步进电机的步进角，是太阳跟踪系统精确定位的一个基本问题，也可以说，太阳偏移一个微小的角度，步进转动角度应该与太阳偏移角度相等，这就要求步进电机的步进角要足够小。1.3太阳能智能追光系统的研究意义燃烧煤炭，石油等能源不仅污染环境，而且它们属于不可再生能源，照2003年的煤炭开采速度，中国的煤炭再开采80多年即将枯竭。作为能源消耗大国，如何提高对太阳能利用率是解决能源危机的可行方法之一。设计一个对太阳实现智能追光的系统，是提高

5、太阳能利用率的根本方法。本设计是集机电、光学，计算机，控制理论为一体的，体现了自动化专业与多学科相结合，相互渗透的特点。本设计的太阳能智能追光系统充分的体现了节能的特点，所以太阳能智能追光系统是值得研究和实际运用的。本设计的研究成功，对创建能源节约型，环境友好型社会具有较大的意义，也有较好的市场发展前景。1.4研究目标、研究内容和拟解决的关键问题研究的目标：本设计主要是利用单片机知识，设计一个太阳能智能追光系统，其突破点在对太阳位置检测系统的设计、步进电机动作指令系统（与太阳同步偏移）的设计。研究的关键问题：本设计需要重点

6、研究的、关键的问题及解决的思路是太阳高度角跟踪的实现、太阳方位角跟踪的实现。总体分析方案的设计：太阳控制系统总体方案的设计主要涉及到核心控制器和外围器件的选择和应用，外围零部件的选用，电源供电方案的确定等，这些因素的确定有益于系统开发初期具体方案的实施。2硬件设计硬件元器件的选择，必须考虑到功能的实现、器件的适时性、价格和通用性等几个方面。在电路的设计中，在实现所要求功能的基础上，尽量使电路简单。2.1主控制器2.1.1主控制器的选用本系统的主要控制器件采用STC89C52单片机。在51系列的单片机中，目前很流行一种内含f

7、lash程序存储器的单片机。因为内有flash程序存储器，可以通过编程器十分方便的写代码或擦除代码，擦除次数达10000次以上，而且还提供了禁止读写两层保密技术，其空间大小从1KB到64KB不等，有的甚至更大。这种芯片一般都提供了片上和在线修改的功能。该系列的芯片，创建的有138B或256B的片内RAM，当处理的数据不十分复杂时，一个芯片就组成了一个最小的单片机系统。80C5X型单片机既节省了数据线和存储器等外围器件，缩小了嵌如式系统的体积，又提高了工作的可靠性、开发的方便性和程序的保密性，其价格也便宜。基于以上原因和这次

8、研究系统的实际情况，选择该系列89C52单片机作为太阳能追光系统的核心控制器件[3]。2.1.2控制器的介绍目前有许多种类的微控制器，微控制器的组成与一般的计算机相同，其动作也由程序来完成。如图2.1所示的微处理器有输入、输出、存储、运算及控制功能，输入、输出仅由端口出入。在存储器以外可以追加外部存储器