基于51單片機(jī)點(diǎn)光源自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜合設(shè)計(jì)報(bào)告

1、指導(dǎo)教師評(píng)定成績(jī)： 審定成績(jī)： 重 慶 郵 電 大 學(xué)自 動(dòng) 化 學(xué) 院綜合設(shè)計(jì)報(bào)告 設(shè)計(jì)題目：基于單片機(jī)的光源自適應(yīng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)單位（二級(jí)學(xué)院）： 自 動(dòng) 化 學(xué) 院 專(zhuān) 業(yè)： 自 動(dòng) 化 設(shè)計(jì)時(shí)間： 2012 年 10 月重慶郵電學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院制摘 要本設(shè)計(jì)給出了一種基于單片機(jī)的點(diǎn)光源自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案, 該設(shè)計(jì)使用ti公司的超低功耗的at89c52單片機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)的控制核心，主要由電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，點(diǎn)光源檢測(cè)模塊，電源轉(zhuǎn)換模塊等模塊組成。利用8路光敏電阻來(lái)檢測(cè)點(diǎn)光源的位置并將檢測(cè)到的信號(hào)經(jīng)過(guò)放大后進(jìn)行ad轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換的結(jié)果傳給控制器at89c52單片機(jī)，經(jīng)過(guò)過(guò)單片機(jī)的運(yùn)算和處理來(lái)確定點(diǎn)光

2、源的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，并將運(yùn)算的控制信號(hào)控制兩臺(tái)步進(jìn)電機(jī)，使其跟隨點(diǎn)光源運(yùn)動(dòng)。本設(shè)計(jì)可以擴(kuò)展為以后的太陽(yáng)能發(fā)電的自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅能自動(dòng)根據(jù)太陽(yáng)光方向來(lái)調(diào)整太陽(yáng)能電池板朝向, 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低, 而且在跟蹤過(guò)程中能自動(dòng)記憶和更正不同時(shí)間的坐標(biāo)位置, 不必人工干預(yù), 特別適合天氣變化比較復(fù)雜和無(wú)人值守的情況, 有效地提高了太陽(yáng)能的利用率, 有較好的推廣應(yīng)用價(jià)值。關(guān)鍵詞：at89c52單片機(jī)，光源，自動(dòng)跟蹤，傳感器 目 錄摘要錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。目錄3一 設(shè)計(jì)題目41.1 基于單片機(jī)的光源自適應(yīng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)41.2 設(shè)計(jì)要求4二 設(shè)計(jì)報(bào)告正文52.1 設(shè)計(jì)方案總體方向的選擇5 2.1.1 系統(tǒng)方案的擬

3、定5 2.1.2 方案選擇52.2 硬件電路的設(shè)計(jì)62.2.1 a/d轉(zhuǎn)換模塊6 2.2.2 步進(jìn)電機(jī)模塊9 2.2.3 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊11 2.2.4 檢測(cè)模塊13 2.2.5 單片機(jī)模塊142.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)18三 總體調(diào)試19 3.1 總體調(diào)試193.2 問(wèn)題及解決方案19 3.2.1 通道比較閥值的設(shè)置19 3.2.2 電機(jī)的防抖19四 設(shè)計(jì)總結(jié) 20五 參考文獻(xiàn)21六 附錄221、 設(shè)計(jì)題目1.1基于單片機(jī)的光源自適應(yīng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)一控制系統(tǒng)，假設(shè)有一個(gè)太陽(yáng)能電池板，為了使電池板最大限度的接受光照強(qiáng)度，通過(guò)控制器調(diào)節(jié)電池板的角度使電池板始終正對(duì)光線。采用步進(jìn)電機(jī)作為角度調(diào)整裝置，

4、使系統(tǒng)能上下和左右旋轉(zhuǎn)。1.2設(shè)計(jì)要求1. 繪出電路原理圖；2. 制作電路圖；3. 編寫(xiě)程序；4. 調(diào)試運(yùn)行。 2、 設(shè)計(jì)報(bào)告正文2.1設(shè)計(jì)方案的選擇2.1.1系統(tǒng)方案的擬定1. 方案一 本方案是由檢測(cè)電路、at89c52單片機(jī)、時(shí)鐘電路、a/d轉(zhuǎn)換控制電路等主要模塊組成。傳感器部分采用光敏二極管，將光信號(hào)變換為電信號(hào)。經(jīng)過(guò)a/d轉(zhuǎn)換將其轉(zhuǎn)化離散的數(shù)字信號(hào)?？刂齐娐芬詥纹瑱C(jī)為核心，能夠?qū)Σ杉臄?shù)字信號(hào)進(jìn)行處理和判斷，控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)使太陽(yáng)能板正對(duì)光線。2. 方案二 本方案用以單片機(jī)stc12c5a60s2為核心，光強(qiáng)度檢測(cè)模塊，時(shí)鐘模塊，步進(jìn)電機(jī)控制電路模塊和12864液晶顯示等主要模塊組成。傳感

5、器采用光敏電阻，stc12c5a6s2單片機(jī)自帶10位a/d，能夠識(shí)別模擬信號(hào)。控制電路以單片機(jī)為核心，能夠?qū)Σ杉哪M信號(hào)進(jìn)行處理和判斷對(duì)步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)控制。2.1.2方案選擇 比較以上兩方案可知，系統(tǒng)的工作原理是一致的，都是通過(guò)傳感器采集太陽(yáng)光并間接或直接將其轉(zhuǎn)化成單片機(jī)能夠識(shí)別的信號(hào)，通過(guò)單片機(jī)處理信號(hào)并進(jìn)行判斷，步進(jìn)電機(jī)控制電路根據(jù)單片機(jī)傳出的信號(hào)轉(zhuǎn)動(dòng)。所不同的是采用元器件差異，但從單片機(jī)方面考慮，方案一所使用的傳統(tǒng)的單片機(jī)器件方案二所使用的系列成本低。根據(jù)實(shí)際情況方案一的元器件基本都是簡(jiǎn)單易上手的器件，運(yùn)用起來(lái)比較靈活，原理簡(jiǎn)單容易理解方便寫(xiě)程序代碼。綜合考慮，最后確定選擇方案一。 系

6、統(tǒng)組成及工作原理以單片機(jī)為控制核心，采用光強(qiáng)度檢測(cè)電路測(cè)量，以光敏電阻傳感器作為測(cè)量元件，構(gòu)成光電測(cè)量模塊。該系統(tǒng)可分為電源模塊電路、光電測(cè)量電路、時(shí)鐘電路、步進(jìn)電機(jī)控制電路、單片機(jī)、a/d轉(zhuǎn)換電路。選用的主要器件有:光敏電阻，時(shí)鐘芯片74ls74，at89c52，步進(jìn)電機(jī)與轉(zhuǎn)換芯片adc0809等。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖如圖2-1所示。 圖2-1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖2.2硬件電路的設(shè)計(jì)2.2.1 ad轉(zhuǎn)換模塊1.adc0809的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu) adc0809由一個(gè)8路模擬開(kāi)關(guān)、一個(gè)地址鎖存與譯碼器、一個(gè)a/d轉(zhuǎn)換器和一個(gè)三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開(kāi)關(guān)可選通8個(gè)模擬通道，允許8路模擬量分時(shí)輸入，共用a/d轉(zhuǎn)換器

7、進(jìn)行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存a/d轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當(dāng)oe端為高電平時(shí)，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。2.adc0809引腳結(jié)構(gòu) adc0809各腳功能如下： d7-d0：8位數(shù)字量輸出引腳。 in0-in7：8位模擬量輸入引腳。 vcc：+5v工作電壓。 gnd：地。 ref（+）：參考電壓正端。 ref（-）：參考電壓負(fù)端。 start：a/d轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)輸入端。 ale：地址鎖存允許信號(hào)輸入端。 （以上兩種信號(hào)用于啟動(dòng)a/d轉(zhuǎn)換）. eoc：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)輸出引腳，開(kāi)始轉(zhuǎn)換時(shí)為低電平，當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)為高電平。 oe：輸出允許控制端，用以打開(kāi)三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器。 clk：時(shí)鐘信號(hào)輸入

8、端（一般為500khz）。 a、b、c：地址輸入線。如圖2-2所示圖2-2實(shí)物圖和管腳圖 adc0809對(duì)輸入模擬量要求：信號(hào)單極性，電壓范圍是05v，若信號(hào)太小，必須進(jìn)行放大；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過(guò)程中應(yīng)該保持不變，如若模擬量變化太快，則需在輸入前增加采樣保持電路。 地址輸入和控制線：4條 ale為地址鎖存允許輸入線，高電平有效。當(dāng)ale線為高電平時(shí)，地址鎖存與譯碼器將a，b，c三條地址線的地址信號(hào)進(jìn)行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的通道的模擬量進(jìn)入轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。a，b和c用于選通in0in7上的一路模擬量輸入。通道選擇表如表2-1所示。 數(shù)字量輸出及控制線：11條 st為轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)。當(dāng)st上跳沿時(shí)

9、，所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時(shí)，開(kāi)始進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換；在轉(zhuǎn)換期間，st應(yīng)保持低電平。eoc為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)。當(dāng)eoc為高電平時(shí)，表明轉(zhuǎn)換結(jié)束；否則，表明正在進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換。oe為輸出允許信號(hào)，用于控制三條輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。oe1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)；oe0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。d7d0為數(shù)字量輸出線。 clk為時(shí)鐘輸入信號(hào)線。因adc0809的內(nèi)部沒(méi)有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘信號(hào)必須由外界提供，通常使用頻率為500khz，vref（），vref（）為參考電壓輸入。 表2-1輸入通道 3.adc0809應(yīng)用說(shuō)明 1）adc0809內(nèi)部帶有輸出鎖存器，可以與at89s51單片機(jī)直接相連

10、。 2）初始化時(shí)，使st和oe信號(hào)全為低電平。 3）要轉(zhuǎn)換的哪一通道的地址到a，b，c端口上。 4）在st端給出一個(gè)至少有100ns寬的正脈沖信號(hào)。 5）是否轉(zhuǎn)換完畢，我們根據(jù)eoc信號(hào)來(lái)判斷。 6）當(dāng)eoc變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，這時(shí)給oe為高電平，轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)就輸出給單片機(jī)了。圖2-3 adc0809連接圖 如圖2-3所示，in0-in7分別與8個(gè)檢測(cè)單元連接，d0-d7管腳接在單片機(jī)1的p3口，st管腳于單片機(jī)1的p1.2連接，oe、eoc分別與p1.0、p1.1連接，a、b和c與p1.4-p1.6連接，clk接外部時(shí)鐘電路，11、12管腳接vcc，13、16管腳接地。2.2.2 步進(jìn)電機(jī)模塊 1.

11、 驅(qū)動(dòng)方法及主要參數(shù)如表2-2、表2-3所示：表2-2驅(qū)動(dòng)方式（4-1-2相驅(qū)動(dòng)）導(dǎo)線顏色123456786紅+4橙-3黃-2粉-1藍(lán)-表2-3主要技術(shù)參數(shù)電機(jī)型號(hào)電壓v相數(shù)步距角度減速比28byj-48545.625/641:642.步進(jìn)電機(jī)的主要特性：1） 步進(jìn)電機(jī)必須加驅(qū)動(dòng)才可以運(yùn)轉(zhuǎn)， 驅(qū)動(dòng)信號(hào)必須為脈沖信號(hào)，沒(méi)有脈沖的時(shí)候，步進(jìn)電機(jī)靜止， 如果加入適當(dāng)?shù)拿}沖信號(hào)， 就會(huì)以一定的角度（稱(chēng)為步角）轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和脈沖的頻率成正比。2）28byj48是減速步進(jìn)電機(jī)，減速比為1：64，步進(jìn)角為5.625/64度。如果需要轉(zhuǎn)動(dòng)1圈，那么需要360/5.625*64=4096個(gè)脈沖信號(hào)。3） 步

12、進(jìn)電機(jī)具有瞬間啟動(dòng)和急速停止的優(yōu)越特性。4）改變脈沖的順序， 可以方便的改變轉(zhuǎn)動(dòng)的方向。 電機(jī)線圈由四相組成，即a、b、c、d四相，電機(jī)示意圖和各線圈通電順序圖2-4和表2-4所示： 圖2-4步進(jìn)電機(jī)原理圖 表2-4 各線圈通電順序相順序1234561001110210011131110114111100 相順序從0到1稱(chēng)為一步，電機(jī)軸將轉(zhuǎn)過(guò)5.625度，四相四拍為0-1-2-3則稱(chēng)為通電一周，若循環(huán)進(jìn)行這種通電一周的操作，電機(jī)便連續(xù)的轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，而進(jìn)行相反的通電順序如3-2-1-0將使電機(jī)同速反轉(zhuǎn)。同理四相八拍的通電順序?yàn)閍-ab-b-bc-c-cd-d-da-a（本設(shè)計(jì)用的是四相八拍）。通電

13、一周的周期越短，即驅(qū)動(dòng)頻率越高，則電機(jī)轉(zhuǎn)速越快，但步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速也不可能太快，因?yàn)樗孔咭徊叫枰欢ǖ臅r(shí)間，若信號(hào)頻率過(guò)高，可能導(dǎo)致電機(jī)失步，甚至只在原步顫動(dòng)。圖2-5 水平方向步進(jìn)電機(jī)電路連接圖2-6 豎直方向步進(jìn)電機(jī)電路連接2.2.3電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 本設(shè)計(jì)采用51單片機(jī)at89c52（晶振頻率為11.0592mhz）對(duì)該四線八相制步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制。通過(guò)i/o口輸出的具有時(shí)序的方波作為步進(jìn)電機(jī)的控制信號(hào)，信號(hào)經(jīng)過(guò)特定芯片驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)。本文選用uln2003構(gòu)成步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，下面但見(jiàn)介紹下uln2003的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)： uln2003 是高耐壓、大電流達(dá)林頓陳列，由七個(gè)硅npn 達(dá)林頓管組成

14、。該電路的特點(diǎn)如下： uln2003 的每一對(duì)達(dá)林頓都串聯(lián)一個(gè)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(lái)處理的數(shù)據(jù)。uln2003 工作電壓高，工作電流大，灌電流可達(dá)500ma，并且能夠在關(guān)態(tài)時(shí)承受50v 的電壓，輸出還可以在高負(fù)載電流并行運(yùn)行。uln2003 采用dip16 塑料封裝。uln2003方框圖如圖2-7所示。uln2003和at89c52構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)電路如圖2-8所示。 圖2-7 uln2003內(nèi)部方框圖圖2-8 uln2003和at89c52構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)電路2.2.4檢測(cè)模塊：光敏電阻的分布如圖2-9所示：

15、 圖2-9 光敏電阻分布圖 比較控制式太陽(yáng)跟蹤裝置。設(shè)置一個(gè)直筒形外殼，在直筒外部，東、南、西、北四個(gè)方向上分別布置4只光電阻;其中一對(duì)光電阻(pi，p3)東西對(duì)稱(chēng)安裝在直筒的兩側(cè)，用來(lái)粗略的檢測(cè)太陽(yáng)由東往西運(yùn)動(dòng)的偏轉(zhuǎn)角度即方位角;另一對(duì)光電阻(pz，p4)南北對(duì)稱(chēng)安裝在直筒的兩側(cè)，用來(lái)粗略檢測(cè)太陽(yáng)的視高度即高度角;在直筒內(nèi)部，東、南、西、北四個(gè)方向上也分別布置4只光電阻;其中一對(duì)光電阻(ps，p7)東西對(duì)稱(chēng)安裝在直筒的內(nèi)側(cè)，用來(lái)精確檢測(cè)太陽(yáng)由東往西運(yùn)動(dòng)的偏轉(zhuǎn)角度;另一對(duì)光電阻(p6，ps)南北對(duì)稱(chēng)安裝在直筒的內(nèi)側(cè)，用來(lái)精確檢測(cè)太陽(yáng)的視高度。其電路圖如如2-10所示。圖2-10檢測(cè)電路2.2.

16、5單片機(jī)模塊1.at89c52的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳 at89c52是一個(gè)低功耗高性能單片機(jī)，40個(gè)引腳，32個(gè)外部雙向輸入/輸出（i/o）端口，同時(shí)內(nèi)含2個(gè)外部中斷口，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器，2個(gè)全雙工串行通信口，at89c52可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和flash存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫(xiě)的flash存儲(chǔ)器可有效地降低開(kāi)發(fā)成本。管腳說(shuō)明如下： vcc：電源。 gnd：地。 p0 口：p0 口是一個(gè)8 位漏極開(kāi)路的雙向i/o 口。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng)8 個(gè)ttl邏輯電平。對(duì)p0 端口寫(xiě)“1”時(shí)，引腳用做高阻抗輸入。當(dāng)訪問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，p0

17、口也被作為低8 位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下，p0 具有內(nèi)部上拉電阻。在flash編程時(shí)，p0 口也用來(lái)接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。在程序校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻。 p1 口：p1 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向i/o 口，p1 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4 個(gè)tt邏輯電平。當(dāng)對(duì)p1 端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。當(dāng)作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（iil）。此外，p1.0 和p1.2 分別作為定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2 的外部計(jì)數(shù)輸入（p1.0/t2）和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的觸發(fā)輸入（p1.1/t2ex），在flash編程和校驗(yàn)時(shí)

18、，p1口接收低8 位地址字節(jié)。 p2 口：p2 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向i/o 口，p2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4 個(gè)tt邏輯電平。對(duì)p2 端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。當(dāng)作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（iil）。 p3 口：p3 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向i/o 口，p2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4 個(gè)tt邏輯電平。對(duì)p3 端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。當(dāng)作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（iil）。p3口也可作為at89c52的一些特殊功能口，如下所示：

19、p3.0 rxd（串行輸入口） p3.1 txd（串行輸出口） p3.2 /int0（外部中斷0） p3.3 /int1（外部中斷1） p3.4 t0（記時(shí)器0外部輸入） p3.5 t1（記時(shí)器1外部輸入） p3.6 /wr（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通） p3.7 /rd（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） p3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。 rst: 復(fù)位輸入。在晶振工作時(shí)，rst腳持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期高電平將使單片機(jī)復(fù)位?？撮T(mén)狗計(jì)時(shí)完成后，rst腳輸出96個(gè)晶振周期的高電平。特殊寄存器auxr（地址8eh）上的disrto 位可以使此功能無(wú)效。在disrto 默認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。 ale/

20、prog：地址鎖存控制信號(hào)（ale）在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，鎖存低8 位地址的輸出脈沖。在flash編程時(shí)，此引腳（prog）也用做編程輸入脈沖。 psen：外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)（psen）是外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)。當(dāng)at89s52從外部程序存儲(chǔ)器執(zhí)行外部代碼時(shí)，psen 在每個(gè)機(jī)器周期被激活兩次，而在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，psen將不被激活。 ea/vpp：訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)。為使能從0000h 到ffffh 的外部程序存儲(chǔ)器讀取指令，ea必須接gnd。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令，ea應(yīng)該接vcc。在flash編程期間，ea也接收12伏vpp電壓。 xtal1：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘

21、發(fā)生電路的輸入端。 xtal2：振蕩器反相放大器的輸出端。 at89s52單片機(jī)引腳功能介紹(如圖2-11)： 圖2-11 at89s52 dip封裝管腳分布圖2.單片機(jī)電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)1通過(guò)與adc0809連接，接收adc0809轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)并對(duì)其作出判斷與比較，在p2口發(fā)出信號(hào)與單片機(jī)2通信。其電路連接圖如圖2-12所示：圖2-12 單片機(jī)1電路圖 單片機(jī)2通過(guò)接收單片機(jī)1的p2口發(fā)出的信號(hào)作出判斷控制水平與豎直方向上的電機(jī)運(yùn)作以求太陽(yáng)能板正對(duì)光線。其電路連接圖如圖2-13所示：圖2-13 單片機(jī)2電路圖3. 兩片單片機(jī)的通信 單片機(jī)1主要負(fù)責(zé)接收adc0809轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)，并通過(guò)比較產(chǎn)生

22、控制信號(hào)并將信號(hào)發(fā)送給單片機(jī)2，而單片機(jī)2主要負(fù)責(zé)接收信號(hào)然后通過(guò)信號(hào)控制兩臺(tái)步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)作從而達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。兩片單片機(jī)的通信接口協(xié)議如表2-5所示： 表2-5單片機(jī)通信接線1接線2接線3單片機(jī)1p26p25p24單片機(jī)2p32p33p34 2.3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)，程序采用c語(yǔ)言進(jìn)行設(shè)計(jì)。程序中主要有以下幾個(gè)主要子程序：主程序，adc0809初始化、采集、轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)程序，電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制程序。程序源代碼見(jiàn)附錄。3、 總體調(diào)試3.1 軟硬件調(diào)試 硬件焊接及程序編寫(xiě)完成后，在對(duì)整個(gè)系統(tǒng)調(diào)試的過(guò)程中，出現(xiàn)了電機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)等問(wèn)題。主要通過(guò)單獨(dú)調(diào)試各個(gè)模塊及檢查相關(guān)硬件電路的焊接，找出問(wèn)題所在，然后針對(duì)問(wèn)題逐

23、個(gè)擊破，最后成功完成本設(shè)計(jì)。3.2 主要問(wèn)題及解決方案3.2.1 通道比較閥值的設(shè)置 由于采用adc0809進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，而在轉(zhuǎn)換過(guò)程中光敏電阻的采光是時(shí)時(shí)變化的，所以8個(gè)通道的數(shù)據(jù)比較過(guò)程會(huì)有一定波動(dòng)，如不加閥值比較則會(huì)致使電機(jī)不停工作，最后太陽(yáng)能板無(wú)法準(zhǔn)確對(duì)光。 在閥值的選定上，通過(guò)實(shí)物測(cè)試，最后選定在+5（-5）。這個(gè)閥值既能數(shù)據(jù)比較的準(zhǔn)確性又能保證電機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。3.2.2電機(jī)的防抖 在最初程序編寫(xiě)過(guò)程，由于沒(méi)考慮到檢測(cè)時(shí)候的延時(shí)及數(shù)據(jù)的波動(dòng)，導(dǎo)致最初的太陽(yáng)能板在最后對(duì)光時(shí)不停波動(dòng)。后來(lái)通過(guò)程序延時(shí)的加入、數(shù)據(jù)比較時(shí)閥值的引入及實(shí)物測(cè)試終于使此問(wèn)題得到改善，成功完成太陽(yáng)能板的對(duì)光。4、

24、 設(shè)計(jì)總結(jié) 本次課程設(shè)計(jì)使我對(duì)設(shè)計(jì)一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)有了更全面的體會(huì)，通過(guò)繪制電路原理圖，溫故了protel軟件，提高了我的動(dòng)手設(shè)計(jì)能力。電路焊接過(guò)程中，通過(guò)每個(gè)對(duì)模塊的焊接和測(cè)試，極大地提高了我動(dòng)手分析解決問(wèn)題的能力。 本設(shè)計(jì)通過(guò)兩片at89c52分別控制數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片adc0809與電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制芯片構(gòu)成數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換電路與電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路實(shí)現(xiàn)光源的自適應(yīng)控制。同時(shí)又利用單片機(jī)at89c52內(nèi)部計(jì)時(shí)器，節(jié)約了大量資源。但是，由于存在步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)角度數(shù)精度不高、手工制作的實(shí)驗(yàn)裝置的不規(guī)整等非線性、adc0809數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換不夠精確等問(wèn)題，所以存在誤差，所以本設(shè)計(jì)還有待繼續(xù)研究和改進(jìn)。 在本次課程設(shè)

25、計(jì)中，通過(guò)和隊(duì)員之間的合作，使得我們能順利完成設(shè)計(jì)任務(wù)，體會(huì)到了合作的力量，增強(qiáng)了我團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，在方案選擇和電路原理圖的設(shè)計(jì)過(guò)程中，感謝老師的悉心指導(dǎo)，才能順利地完成設(shè)計(jì)，節(jié)省了很多時(shí)間來(lái)應(yīng)付更大的障礙。特在此忠心感謝我的指導(dǎo)老師蔣建春老師！5、 參考文獻(xiàn)1 張毅剛.單片機(jī)原理及應(yīng)用m.北京：高等教育出版社，2010.5.2 adc0809中文資料. 3 at89c52 中文資料. 4 uln2003中文資料. 6、 附錄1.系統(tǒng)整體電路圖優(yōu)酷視頻地址： 2.源程序1（數(shù)據(jù)采集）#include #define uint unsigned int#define uchar unsigned

26、charuchar code leddata=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;uchar code pip8 = 0x0f,0x1f,0x2f,0x3f,0x4f,0x5f,0x6f,0x7f; /通道選擇uint buffer8=0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00; /數(shù)據(jù)存放char charset10 = 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9;sbit p25=p25;sbit p26=p26;sbit p24=p24;sbit oe = p10;sbit eoc = p11

27、;sbit st = p12;sbit clk = p33;uchar i=0;uchar s6 = |, ,=, , , ;void long_char(uchar l,char *s) *(s+3) = charsetl/100;*(s+4) = charsetl%100/10;*(s+5) = charsetl%10;void delayms(uint i) /延時(shí)imsuchar x,j;for(j=0;ji;j+)for(x=0;x=8)?0:i; oe = 0; if(buffer2buffer3+10) /通道比較 p26=1; p25=1; p24=1; else if(buffer2buffer3-10)&(buffer2buffer1+10) p26=0; p25=0; p24=1; else if(b