基于单片机太阳自动跟踪系统设计-毕设课设

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#单片机 #嵌入式硬件

于 2021-03-30 16:10:26 首次发布

基于单片机太阳自动跟踪系统设计

摘要

随着太阳能利用技术的不断发展，提高太阳能利用率成为当前研究的热点。本文设计了一种基于单片机C51/52的太阳自动跟踪系统，通过两个电机的转动来控制跟踪太阳，采集多路模拟量来模拟光线方位，从而实现对太阳位置的精确跟踪。本文详细介绍了系统的硬件设计、软件编程以及实验结果分析，验证了系统的可行性和有效性。

关键词：单片机；太阳自动跟踪；模拟量采集；电机控制

第一章引言

太阳能是一种清洁、可再生的能源，具有广泛的应用前景。然而，太阳能的利用率受到多种因素的影响，其中太阳位置的变化是一个重要因素。为了提高太阳能的利用率，需要设计一种能够自动跟踪太阳位置的系统。本文旨在设计一种基于单片机C51/52的太阳自动跟踪系统，通过采集多路模拟量来模拟光线方位，从而实现对太阳位置的精确跟踪。

第二章系统总体设计

本系统主要由单片机C51/52、光敏电阻传感器、模数转换模块、电机驱动模块和电源模块组成。光敏电阻传感器用于采集光线方位的模拟量信号，模数转换模块将模拟量信号转换为数字信号后送入单片机进行处理。单片机根据处理结果输出控制信号给电机驱动模块，驱动两个电机转动以实现对太阳位置的跟踪。电源模块为整个系统提供稳定的工作电压。

第三章硬件设计

3.1 单片机最小系统电路

单片机最小系统电路包括单片机芯片、晶振电路、复位电路和电源电路。晶振电路为单片机提供稳定的时钟信号，复位电路用于单片机的复位操作，电源电路为单片机提供稳定的工作电压。

3.2 光敏电阻传感器电路

光敏电阻传感器电路由多个光敏电阻组成，分布在不同的方位上。当光线照射到光敏电阻上时，其阻值会发生变化，从而输出不同的模拟量信号。通过采集这些模拟量信号，可以模拟出光线的方位信息。

3.3 模数转换模块电路

模数转换模块电路采用ADC0809芯片，将光敏电阻传感器输出的模拟量信号转换为数字信号后送入单片机进行处理。ADC0809具有8位分辨率和8路模拟输入通道，可以满足本系统的需求。

3.4 电机驱动模块电路

电机驱动模块电路采用L298N芯片，根据单片机的控制信号驱动两个电机转动。L298N是一种高电压、大电流的电机驱动芯片，具有驱动能力强、稳定性好等特点。

3.5 电源模块电路

电源模块电路为整个系统提供稳定的工作电压。本系统采用7805稳压芯片将输入的直流电压稳压为5V输出，为单片机和其他模块提供稳定的工作电压。

第四章软件设计

本系统的软件设计主要包括主程序、模拟量采集子程序、电机控制子程序和中断服务程序等。主程序负责初始化系统并循环调用各个子程序实现系统的整体功能。模拟量采集子程序负责采集光敏电阻传感器的模拟量信号并进行处理，得到光线的方位信息。电机控制子程序根据处理结果输出控制信号给电机驱动模块，驱动两个电机转动以实现对太阳位置的跟踪。中断服务程序用于处理系统的异常情况。

第五章实验结果与分析

通过实验测试，验证了本系统的可行性和有效性。实验结果表明，系统能够准确采集光敏电阻传感器的模拟量信号，并根据处理结果驱动两个电机转动以实现对太阳位置的精确跟踪。同时，系统具有良好的稳定性和可靠性，能够满足实际应用的需求。

结论与展望

本文设计了一种基于单片机C51/52的太阳自动跟踪系统，通过采集多路模拟量来模拟光线方位，从而实现对太阳位置的精确跟踪。实验结果验证了系统的可行性和有效性，为太阳能的利用提供了一种新的方法。未来可以进一步完善和优化系统设计，如提高跟踪精度、增加远程监控功能等方面进行研究和改进，以满足更高性能的应用需求。

【资源下载】下载地址如下1515：https://docs.qq.com/doc/DTlRSd01BZXNpRUxl

#include <reg52.h>
#include <stdio.h>
#include "DELAY.h"
#include "ADS7825.h"
#include "SIGNAL-PROCESS.h"                              
#include "MOTOR.h"  
#include "VARIABLE.h"                                     


void main(void)
{			
	unsigned char dir;                  //定义变量dir为无符号型char变量
	                         	
	while (1) 
	{
		
		dir = level();
		StepMotor1(dir);

.....

/*先将数据进行中值滤波，再进行均值滤波*/

/*********************************************************
*中值滤波函数   原型：int mid_value_filter(void)；       *
*             返回值: 中值滤波后的中间数据值             *
*********************************************************/
unsigned int mid_value_filter(unsigned char cmd)
{
	unsigned int datum[DATA_SIZE];
	unsigned int i, j, tmp;

	/*输入数据*/
	for (i = 0; i < DATA_SIZE; i++) {
		datum[i] = ad_read_dat(cmd);
	}

	for (i = 0; i < DATA_SIZE - 1; i++) {	/*对数据进行排序*/
		for (j = 0; j < DATA_SIZE - 1 - i; j++) {
			if (datum[j] > datum[j + 1]) {
				tmp = datum[j];