太阳能跟踪系统毕业论文

太阳能电池板自动跟踪系统设计华北科技学院页共54页项目研究的主要内容及预期目标基于单片机的太阳能跟踪器开发出来并且投入市场。它们也都具有双轴跟踪，自动调整，适应能力强等特点。但是同时存在一些不足，比如精度不高，价格昂贵。不具备程控接口，不利于扩展。本设计提出一种有通信功能的跟踪器，具有程序变更容易，精度可调，使用方便，结构简单。该系统采用光时互补的方法，单片机从外接时钟模块读入当地时间，计算出太阳的空间位置。然后从电脑中即上位机输入当地地理信息即经纬度，结合以上计算的太阳空间位置，计算出太阳高度角与方位角，经过单片机处理之后输出驱动信号调整角度到指定位置，再启动光电跟踪程序，对角度进行微调。当变更地理位置时只要用电脑，改变特定地理位置对应的输出数表，将数据传入到存储器中即可。总之该跟踪器具有跟踪精度高，使用灵活方便，抗干扰能力强。有着较广阔的市场前景。本次设计是采用STC12C5A60S2作为CPU，要实现光电传感模块的设计：以GL5516光敏电阻作为基本元件设计出光电传感器，其可以不仅可以将东西，南北方向的光强差传化为电压信号，还要将光照强度信号传入单片机，供单片机识别是否有云雾遮挡，以此来决定是否停止光电跟踪程序；还要设计稳定可靠的CPU预期实现电路相对简单，结构紧凑，硬件成本较低，的硬件电路。采用上位机通信，地理信息调整方便可靠，灵活。太阳高度角采用30分钟调整一次，方位角采用30分钟调整一次。这样可以避免电机盲目转动，大大的节省电机转到带来的能耗。从而使跟踪系统更加高效率。可以自动调整误差，当乌云遮挡时可以自动停止跟踪，夏天早晨6点启动系统，当光照强度足够时，追踪系统程序启动，晚上光照低于一定程度时。将太阳电池板自西向东调整到原位停止系统。太阳能电池板跟踪相关理论研究太阳的运行规律太阳视位置指从地面上看到的太阳的位置，用太阳高度角和太阳方位角两个角度作为坐标表示。太阳高度角指从太阳中心直射到当地的光线与当地水平面的夹角，其值在0°到90°之间变化，日出日落时为零，太阳在正天顶上为90°。太阳方位角即太阳所在的方位，指太阳光线在地平面上的投影与当地子午线的夹角，可近似地看作是竖立在地面上的直线在阳光下的阴影与正南方的夹角。方位角以正南方向为零，由南向东向北为负，由南向西向北为正，如太阳在正东方，方位角为-90°，在正东北方时，方位为-135°，在正西方时方位角为90°，在正北方时为±180°。太阳高度角与地面的太阳光强弱密切相关。早晚与中午的光强有很大的差异，原因就在于太阳高度角的不同。在晴天条件下，太阳光的强弱与太阳高度角的正弦成正比。因此了解太阳高度角对分析地面的太阳光强有重要的意义。日面中心的时角，即从观测点天球子午圈沿天赤道量至太阳所在时圈的角距离。以地球为例，在地球上，同一时刻，对同一经度，不同纬度的人来说，太阳对应的时角是相同的。单位时间地球自转的角度定义为时角w，规定正午时角为0°，上午时角为负值，下午时角为正值。地球自转一周360°，对应的时间为24小时，即每小时相应的时角为15°。根据下图所示，设天球半径为R，则太阳在坐标系二中的坐标为：x'=R·cosω，y'=R·cosδsinω，z'=R·sinδ(1)坐标系二绕Y轴的旋转矩阵为:(2)根据[x,y,z]=[x',y',z']A，可得太阳在坐标系一中的坐标：x=R(cosδcosωsinФ-sinδcosФ)y=R·cosδsinωz=R(sinФsinδ+cosФcosδcosω)因此，可求得太阳高度角h，方位角A计算公式分别为：sinh=z/R=sinФsinδ+cosФcosδcosω(3)cos(A-180°)=x/(R·cosh)=(cosδcosωsinФ-sinδcosФ)/cosh=(sinh·sinФ-sinδ)/(cosh·cosФ)(4)sinA=cosδ·sinω/cosh(5) 图2.1太阳位置示意图对某一地点来说当地地理纬度Ф是确定的，太阳赤纬角δ、太阳时角ω是太阳在赤道坐标系中的位置，只要算出δ、ω两个参数值便可得出太阳在地平坐标中的位置。上图中τ即时角ω。实际应用中，全球定位系统(GPS)可为系统提供精度很高的地理经纬度和当地时间，控制系统则根据提供的地理、时间参数来确定即时的太阳位置，以保证系统的准确定位和跟踪的高准确性和高可靠性。这是比较先进的跟踪系统。考虑到成本本设计没有采用定位系统。而是采用通讯的方法。由于地球的自转和地球绕太阳的公转导致了太阳位置相对于地面静止物体的运动。这种变化是周期性和可以预测的。地球极轴和黄道天球极轴存在的一个23°27′的夹角，引起了太阳赤纬角在一年中的变化。冬至时这个角为-23°27′，然后逐渐增大，到春分时变为0°并继续增大；夏至时赤纬角达到最大的23°27′。并开始减小；到秋分时赤纬角又变为0°，并继续减小，直到冬至，另一个变化周期开始。赤纬角可由Cooper(1969)的近似计算公式求得：δ=23×45sin[360×(284+n)/365]（6）式中，δ-赤纬角，n-年中的第几天。在一天当中，太阳赤纬变化很小，位置变化主要由地球自转引起。一天当中随时间变化引起的太阳位置的变化可由太阳时角ω表示，太阳在正午时为0°，每小时变化15°，上午为正，下午为负。因此有：ω=(12-T)×150（7）式中，T-当地时问。图2.2地平坐标跟踪系统图图2.1为地平坐标跟踪系统，水平面为基本面，坐标为高度角(用圆弧GG′表示)和方位角(用圆弧SG′表示)，在跟踪过程中，铅垂轴jj′相对于地平坐标系为静止状态，水平轴dd′则在水平面内绕铅垂轴转动。图2.2为极轴坐标跟踪系统，天文赤道面为基本面，坐标为时角(用圆弧S′G′表示)和赤纬(用圆弧GG′表示)，跟踪过程中极轴jj′相对于极轴坐标系为静止状态，赤纬轴dd′则在赤道面(或其平行面)内绕极轴转动。因为在天球上的所有圆圈中，地平是在自然界中惟一能看到的在天空中被勾画出的圆。同时由于铅垂线所具体代表的垂线，以及由水准仪所定出的水平线是在几何坐标系中惟一能容易直接观测的参考方向，所以地平参考系一直是实用中必不可少的媒介系统。在实际观测中，最重要的几何坐标系就是以地方天文地平作为基本参考圈的地平坐标系。因此目前多种太阳能发电装置均采用地平坐标。光伏电池的特性分析当适当波长的光照到半导体系统上时，系统吸收光能后两端产生电动势，这种现象称为光伏效应。例如，当光照射到由P型和N型两种不同导电类型的同质半导体材料构成的P-N结上时，在一定条件下，光能被半导体吸收后，在导带和价带中产生非平衡载流子—电子和空穴。由于P-N结势垒区存在着较强的内建静电场，因而产生在势垒区中的非平衡电子和空穴，或者产生在势垒区外但扩散进势垒区的非平衡电子和空穴，在内建静电场的作用下，各向相反方向运动，离开势垒区，结果使P区电势升高，N区电势降低，P-N结两端形成生电动势，这就是P-N结的光伏效应。如将P-N结与外电路接通，只要光照不停止，就会不断地有电流流过电路，P-N结起了电源的作用，这就是光电池的基本工作原理。图2.3不同温度下的光伏特性光伏电池的伏安曲线；（b）光伏电池的功率电压曲线温度上升将使光伏电池开路电压Voc下降，短路电流则略微增大，日照强度不变时，不同温度下的光伏电池的效率变化很大。由公式可知其效率随着温度的上升而下降，即光伏电池转换率具有负的温度系数。所以在应用时，如果使用聚光器，则聚光器的聚光倍数不能过大，以免造成结温过高使电池转换率下降甚至损害电池。图2.4a中的伏安特性曲线是在一定的光照强度和环境温度下得到的，在实际运用中，光伏电池的开路电压和短路电流都会随着两者的变化而变化。图2.4b图2.4不同日照强度下的光伏特性（a）光伏电池的伏安曲线（b）光伏电池的功率电压曲线从上图曲线中得到，电池的开路电压近似的与光强的对数成正比。光强从200-1000W/m开路电压变化比较平稳。在实验中也发现，当早晨光线不强和中午烈日当空时，所测量的开路电压相差不大，而天空光线极差时，开路电压会直线下降，几乎为0。而短路电流是随光强的增加而成正比的增加。所以，在温度恒定的情况下，电池的转换效率会随光强的增加而增加。对于一个给定的功率输出，电池的转换效率决定了所需的电池板的数量，所以电池达到尽可能高的转换效率是极其重要的。而这个结论就为提高转换效率提供了一种途径：可以通过加装聚光器来加强光照强度，从而减少光伏电池的使用，降低光伏发电的成本，但是聚光器对光照条件要求比较高，最主要是要求光线要近乎垂直地照射到太阳能电池板上。所以太阳能跟踪系统就显得十分有必要，而且该跟踪系统的精确度直接影响到发电效率。光伏电池的伏安特性是一定光强、一定温度下，电池的负载外特性，直接反映出电池输出功率。在一定的光强的照射下，特性曲线完全由电池的P-N结特性和电阻分散参数确定。对应不同的光照强度时，电池有不同的输出特性曲线，曲线上任何一点都可以作为工作点，工作点所对应的纵和横坐标分别为工作电流和工作电压，两者之积即为电池的输出功率P，即P=VI。如图2.5所示。图2.5光伏电池的I-V和P-V特性曲线可以看出，此I-V曲线具有高度的非线性特征，这样就存在一个最大功率输出问题，在第四章中将对此问题进行研究。在P-V特性曲线中，可以看出随着端电压由零逐渐增长输出功率先上升然后下降，说明存在一个端电压值，在其附近可获得最大功率输出，跟I-V曲线说明了同一个问题，这为光伏发电控制方法的改进提供了途径。太阳能跟踪系统的控制目标与控制方案控制方案选择目前比较先进的程序跟踪方法是根据太阳轨迹算法的分析，太阳轨迹位置由观测点的地理位置和标准时间来确定。在应用中，全球定位系统(GPS)可为系统提供精度很高的地理经纬度和当地时间，控制系统则根据提供的地理、时间参数来确定即时的太阳位置，以保证系统的准确定位和跟踪的高准确性和高可靠性。但是上述方法是有一些缺点的，主要是程序的计算量太大，从而影响到响应的速度，而且对CPU要求很高。另一方面就是成本问题，GPS提供数据，成本会大大的提高，所以综合考虑整体运用通讯的方法将数据提前存储到存储器中，单片机只需从存储器中读取数据即可。跟踪系统具体参数如下图所示：跟踪精度±0.1°光敏电阻型号GL5516单片机STC12C最大跟踪角度(方位角)±180°光敏电阻工作环境温度-30°～+70°夏天启动时间6点最大跟踪角度(高度角)75°亮电阻5-10kΩ冬天启动时间8点步进电机功率120W暗电阻0.5-1MΩ存储器93LC66A步进电机电压DC24V光敏电阻尺寸5减速器PG120L3图3.1跟踪系统具体参数该控制系统采用光时互补的控制方案，即以程序跟踪做为粗调，光电跟踪作为细调。其中程序跟踪的控制方案为：根据天亮时间，比如夏天的时候6点天亮，这样就要使程序定在6点的时候启动跟踪系统。而冬天的时候要等到8点才启动。天黑时方案同理，将系统关闭，夏天和冬天关闭的时间是不一样的。同时关闭系统之前将电池板从最西方调整到最东方等待下一天太阳的升起。当启动后采用30分钟调整一次，可以防止电机盲目转动又可以节省电机耗能。将程序的参数通过通讯存储到EEPROM中。程序的数据可以修改，使用灵活方便。可以自动调整误差，可以避免灰尘等其他因素照成的误差，即不受外界干扰。光电跟踪作为程序跟踪的补充，对电池板位置进行精确的调整。设计光电跟踪时首先涉及到硬件，光电传感器用光敏电阻来设计，选用GL5516型号电阻。当乌云遮挡时根据光电传感器的光强信号可以自动停止光电跟踪。还有步进电机，采用DC24V，120W的步进电机适合驱动4×4m的电池板。PG120L3控制方案设计图3.2光电传感器镜筒图θ为太阳入射光线与主光轴的夹角，d为光电传感器上的太阳像直径。根据几何光学原理可得：光电传感器直径为25mm，可计算出光电池的检测范围为1.48°，太阳像直径约为3.8mm,即当粗跟踪将传感器主光轴与太阳入射光线间的夹角调节至1.48°以内时，太阳像便能全部呈现在光传感器筒内电阻上。由光敏传感器采集太阳与光伏电池板之间水平与垂直方向的位置偏差信号与光强信号，并反馈给数据处理器与控制器单片机，经过数据的处理与放大，发出驱动信号，经过驱动电路控制步进电机的转动，经过减速机构缓慢调整角度。直到太阳光线完全垂直照射电池板。其中电源的电取自太阳能电池板；光电传感器利用光敏电阻特性设计而成。如上图所示当A与D被遮挡这是A与B之间电阻值相差很大这样传感器就会产生电压差送入单片机处理经过数据的处理与放大，发出驱动信号，经过驱动电路控制步进电机的转动，经过减速机构缓慢调整角度。直到A与B没有电压差未止。C与D同理。当A,B与C,D都没有电压差时即阳光正对电池板和传感器镜桶时，光敏电阻E对不同的光强会有不同的电阻值，产生不同的电压信号给单片机处理，当乌云遮挡时，光强很弱，单片机就可以停止光电跟踪，避免了盲目跟踪。系统整体框图如上图所示：其控制过程是视日运动轨迹跟踪与光电跟踪的结合方式。先从电脑中将确定地理位置信息的太阳高度角方位角的数表传入到存储器中该数表是高度角（方位角）随天数与小时数变化的二维变量。单片机从实时时钟中读出时间信息，从存储器中查数表，得出高度角与方位角发出驱动信号。这样程序法的初步定位完成了。光电传感器通过电池板的位置信号，得出信号差传入到单片机中发出驱动的信号，调整电机直到精确位置。图3.4太阳能自动跟踪装置图1-支座；2-支柱；3-电池板支架；4-销轴；5-减速箱体（含电动机）；6、15-主轴；7-丝杆；8-横支架；9、5-电机；10-减速器；11-铰链为方位轴和俯仰轴。1．东西方向跟踪在减速箱体5内安装由电机等构成的传动机构。主轴通过轴承安装在减速箱体上，主轴的下端固定在支座1上，支柱2的下端固定在减速箱体上，支柱2的上端通过销轴4与电池板支架连接。电机通过带动齿轮转动，并带动减速箱体、电池板支架转动，完成东西方向的跟踪。2．南北方向跟踪支柱2上设置一个横支架8，横支架8端部铰接一个减速器10，减速器中设有蜗杆（图中未画出）与电机9相连，蜗杆与设在减速器中的蜗轮啮合，蜗轮中心设有螺孔与丝杆7连接配合，丝杆7的一端通过铰链11与电池板支架连接。电机9通过蜗轮蜗杆、丝杆螺孔机构带动电池板支架转动，完成南北方向的跟踪。电池板跟踪系统硬件设计关键器件介绍STC12C5A图4.1STC12C5A它有40个管脚，分成两排，每一排各有20个脚，其中左下角标有箭头的为第1脚，然后按逆时针方向依次为第2脚、第3脚……第40脚。在40个管脚中，其中有32个脚可用于各种控制，比如控制小灯的亮与灭、控制电机的正转与反转、控制电梯的升与降等，这32个脚叫做单片机的“端口”，在单片机技术中，每个端口都有一个特定的名字，比如第一脚的那个端口叫做“P1.0”。主要特性与8051兼容增强型8051内核，速度是传统8051的8-12倍有外部掉电检测功能数据保留时间：10年工作频率：0HZ~35HZ内部RAM1280字节32可编程I/O线4个16位定时器/计数器5个中断源可编程串行通道EEPROM功能，擦写次数10万次管脚说明P0.0~P0.7P0：P0口既可以作为输入/输出口，也可以作为地址/数据复用总线使用。当P0口作为输入/输出口时，P0是一个8位准双向口，内部有弱上拉电阻，无需外接上拉电阻。当P0作为地址/数据复用总线使用时，是低8位地址线A0~A7，数据线D0~D7P1.0/ADC0/CLKOUT2标准IO口、ADC输入通道0、独立波特率发生器的时钟输出P1.1/ADC1。P1.2/ADC2/ECI/RxD2标准IO口、ADC输入通道2、PCA计数器的外部脉冲输入脚，第二串口数据接收端P1.3/ADC3/CCP0/TxD2外部信号捕获，高速脉冲输出及脉宽调制输出、第二串口数据发送端P1.4/ADC4/CCP1/SS非SPI同步串行接口的从机选择信号P1.5/ADC5/MOSISPI同步串行接口的主出从入(主器件的输入和从器件的输出)P1.6/ADC7/SCLKSPI同步串行接口的主入从出P2.0~P2.7P2口内部有上拉电阻，既可作为输入输出口（8位准双向口），也可作为高8位地址总线使用。P3.0/RxD标准IO口、串口1数据接收端P3.1/INT0非外部中断0，下降沿中断或低电平中断P3.3/INT1P3.4/T0/INT非/CLKOUT0定时器计数器0外部输入、定时器0下降沿中断、定时计数器0的时钟输出。在闲置模式下，CPU停止工作。但RAM，定时器，计数器，串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下，保存RAM的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。步进电机是机电控制中一种常用的执行机构，它的用途是将电脉冲转化为角位移，通俗地说：当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（及步进角）。通过控制脉冲个数即可以控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。步进电机是一种感应电机，它的工作原理是利用电子电路，将直流电变成分时供电的，多相时序控制电流，用这种电流为步进电机供电，步进电机才能正常工作，驱动器就是为步进电机分时供电的，多相时序控制器。虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能象普通的直流电机，交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一,广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。其具有如下的特点：1）励磁绕组上施加的不是一个恒定的直流或交流电压，而是采用电子开关断续加以直流电压，即采用脉冲供电方式，用数字信号直接进行开环控制，整个系统简单廉价。2）电机的转速与脉冲频率保持严格的同步关系。位移与输入脉冲信号数相对应，步距误差不长期积累，可以组成结构较为简单而又具有一定精度的开环控制系统，也可在要求更高精度时组成闭环控制系统。3）步进电机具有加速转矩大等特点，其性能的提高与控制方式、驱动电路的参数等有密切的关系。4）停止时，具有自锁能力，定位精度高。5）无刷，电机本体部件少，可靠性高；易于启动、停止、正反转及变速，响应性也好。6）步距角选择范围大，可在几十角分至180度大范围内选择。在小步距情况下，通常可以在超低速下高转矩稳定运行，通常可以不经减速器直接驱动负载。步进电机从其结构形式上可分为反应式步进电机（VR）、永磁式步进电机（PM）、混合式步进电机（HB）、单相步进电机、平面步进电机等多种类型。图4.2步进电机原理图1、结构：电机转子均匀分布着很多小齿，定子齿有三个励磁绕阻，其几何轴线依次分别与转子齿轴线错开。0、1/3て、2/3て,（相邻两转子齿轴线间的距离为齿距以て表示），即A与齿1相对齐，B与齿2向右错开1/3て，C与齿3向右错开2/3て，A'与齿5相对齐，（A'就是A，齿5就是齿1）下面是定转子的展开图：

2、旋转：如A相通电，B，C相不通电时，由于磁场作用，齿1与A对齐，（转子不受任何力以下均同）。如B相通电，A，C相不通电时，齿2应与B对齐，此时转子向右移过1/3て，此时齿3与C偏移为1/3て，齿4与A偏移（て-1/3て）=2/3て。如C相通电，A，B相不通电，齿3应与C对齐，此时转子又向右移过1/3て，此时齿4与A偏移为1/3て对齐。如A相通电，B，C相不通电，齿4与A对齐，转子又向右移过1/3て这样经过A、B、C、A分别通电状态，齿4（即齿1前一齿）移到A相，电机转子向右转过一个齿距，如果不断地按A，B，C，A……通电，电机就每步（每脉冲）1/3て,向右旋转。如按A，C，B，A……通电，电机就反转。由此可见：电机的位置和速度由导电次数（脉冲数）和频率成一一对应关系。而方向由导电顺序决定。不过，出于对力矩、平稳、噪音及减少角度等方面考虑。往往采用A-AB-B-BC－C-CA-A这种导电状态，这样将原来每步1/3て改变为1/6て。甚至于通过二相电流不同的组合，使其1/3て变为1/12て，1/24て，这就是电机细分驱动的基本理论依据。光敏传感器是基于光电效应、将光信号转换为电信号的传感器，其敏感元件是光电器件。光敏传感器主要由光敏元件组成。目前光敏元件发展迅速、品种繁多、应用广泛。主要有光敏电阻器、光电二极管、光电三极管、光电耦合器和光电池。１、光敏电阻原理光敏电阻器由能透光的半导体光电晶体构成，因半导体光电晶体成分不同，又分为可见光光敏电阻（硫化镉晶体）、红外光光敏电阻（砷化镓晶体）、和紫外光光敏电阻（硫化锌晶体）。当敏感波长的光照半导体光电晶体表面，晶体内载流子增加，使其电导率增加（即电阻减小）。光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。2、光敏电阻的应用光敏电阻器广泛应用于各种自动控制电路（如自动照明灯控制电路、自动报警电路等）、家用电器（如电视机中的亮度自动调节，照相机中的自动曝光控制等）及各种测量仪器中。本次设计采用的是CDS光敏电阻。光敏二极管CDS是一种电阻值随光照强度变化而变化的感光电阻，本系统采用3个光敏电阻作为传感器来检测天空光线的变化，跟踪太阳的位置。光敏电阻的特性与人眼最为接近，所以适合可见光的测量。选用的型号是GL5516，它的暗电阻为100K欧，亮电阻为5～l0K欧。CDS的阻值变化与光照的变化之间的关系是线性的，它的阻值的变化是在一个范围内沿着一条直线上升或下降。 图4.3GL5516光敏电阻CPU模块设计CPU模块负责传感器信号处理，电机控制与电脑通讯，同时协调控制各功能电路工作。本设计采用宏晶公司的高性能8位单片机STC12C5A在本系统中：P0口作为I/O接口，负责指示灯控制信号；P1口作为I/O接口，光电信号输入；P2口作为数据接口，负责从EEPROM中读出数据与存入数据；P3口作为串行通信接口。复位电路EEPROMSTC复位电路EEPROMSTC12C电脑通讯电路光敏传感器电机及驱动电路电脑通讯电路光敏传感器电机及驱动电路 图4.4CPU硬件模块结构框图为确保单片机系统中电路稳定可靠工作，复位电路是必不可少的一部分，复位电路的第一功能是上电复位。一般单片机电路正常工作需要供电电源为5V±5%，即4.75～5.25V。由于微机电路是时序数字电路，它需要稳定的时钟信号，因此在电源上电时，只有当VCC超过4.75V低于5.25V以及晶体振荡器稳定工作时，复位信号才被撤除，单片机电路开始正常工作。复位电路的主要功能是使整个电路处于一个确定的状态，以免引起错误的操作。一般单片机复位需要5ms的时间。复位电路的实现可以用很多种方法，但是在功能上一般分为两种：1）一种是上电复位，即外部的复位电路在系统通上电之后直接使单片机工作，单片机的启停通过电源控制；2）复位电路中设计按键开关，通过按键开关触发复位电平，控制单片机的复位。图4.6复位电路本次设计采用用的是第一种方法，即上电复位。上电复位的工作过程是在加电时，复位电路通过电容器给RESET端一个短暂的高电平信号，次高电平随着VCC给电容器的充电过程中而逐渐回落。高电平的持续时间取决于电容充电时间。为了保证系统可靠复位，高电平信号必须维持足够长时间。晶振是晶体振荡器的简称，在电气上它可以等效成一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端网络，电工学上这个网络有两个谐振点，以频率的高低分其中较低的频率是串联谐振，较高的频率是并联谐振。STC12C5A60S2单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器。引脚XTAL1和图4.7晶振电路XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外晶体谐振器一起构成一个自激振荡器。外接晶体谐振器以及电容C3和C2构成并联谐振电路，接在放大器的反馈回路中。对外接电容的值虽然没有严格的要求，但电容的大小会影响震荡器频率的高低、震荡器的稳定性、起振的快速性和温度的稳定性。因此，此系统电路的晶体振荡器的值为11MHz，电容应尽可能的选择陶瓷电容，电容值约为30pF。在焊接刷电路板时，晶体振荡器和电容应尽可能安装得与单片机芯片靠近，以减少寄生电容，更好地保证震荡器稳定和可靠地工作.晶振有一个重要的参数，那就是负载电容值，选择与负载电容值相等的并联电容，就可以得到晶振标称的谐振频率。发光二极管在其两端的电压差超出其导通压降时开始工作。发光二极管的导通压降一般为1.7V~1.9V。此外，工作电流要满足该二极管的工作电流。满足电流和电压的要求，发光二极管就可以发光了。此处接一个电阻式为了限制二极管的电流，从而达到减少功耗或者满足端口对最大电流的限制。一般二极管的点亮电流为5mA~10mA。光电传感模块光照检测部分可利用光敏电阻传感器作为检测元件，它可以完成从光强到电阻值的信号转换，再把电阻值转换为电信号就可以作为系统的输入信号。光照强度的信号采集部分采用光敏电阻作为信号采集器件。光敏电阻是基于光电导效应的一种光电器件，无光照时,光敏电阻值（暗电阻）很大,电路中电流（暗电流）很小；当受到光照时，半导体材料电导率增加，电阻减小。其阻值随光照增强而减小。图4.8光强采样电路光敏电阻作为光电式传感器的一种，它具有灵敏度高、光谱响 抗过载能力强和寿命长等特点。所以选择光敏电阻采集光照信号，并把不同的光照强度转化为不同的电阻值。把光敏电阻串联在直流电路中即可把不同的电阻值转化为不同的电压值，电路如原理图所示。于是，就把对光照信号的处理转化为对电压信号V的处理。其中V5电压信号转换的是光强信号，其功能是测量光照强度，将信号传递给单片机处理，再结合时钟时间从而判断出天气状况，是阴天还是晴天，是否有乌云遮挡。V1，V2电压信号分别表示东西方向的光照强度，通过V1，V2的电压做差即东西方向的光照强度差，可以判断出太阳光线与电池板的水平方向的方位差，使系统做出调整，只要V1，V2的的差值超过设定值，系统就要做出调整。V3，V4电压信号分表表示的是南北方向的光照强度信号，其工作原理与V1，V2原理相同。图4.9光电转换电路-东西方向图4.10光电转换电路图3-中间2)信号处理部分：采用集成电压比较器LM358N作为信号处理的核心元件，电路连接如原理图所示。东西方向光强、光照强度两钟光照状态转换为三个电压值V1，V2，V5作为比较器的输入电压；在使用单个集成运放构成加减法电路时存在两个缺点，一是电阻的选取调整不方便，二是对于每个信号源的输入电阻均较小，因此采用两级电路，如上图2所示第一级电路为同向比例运算电路。由模电知识得到若 （243（1）4宝贝（（（2（从从从CONG从以上公式可以很明显的看出本设计完全符合上述公式。本设计中Rf2/R4=9,所以Vo=10（V1—V2)，即将东西方向的电位差放大了10倍并输出。其中二极管起到钳位作用当电压过高时D3导通使得输出点电位为5.7V，输出电位过低时可以使输出点电位保持在-0.7V，这样整体可以起到保护作用不至于烧坏单片机。其中南北方向是东西方向电路图完全一样，原理也相同。图4.10所示是判断光照强度的信号处理电路，其实主要就是一个电压比较电路采用的是LM339，其W1是电位器，调整W1的电阻就可以调整参考点电压值，当V5值大于参考值时有放大输出三极管导通输出口呈低电位状态，反之呈高电位状态。这样可以很容易的对光照强度的阀值进行设定。从而很容易对体现天亮还是黑状态的光照强度通过对电位器的调整（参考电压）而做出调整。实时时钟模块由于系统需进行时间控制，因此，需采用实时时钟。若使用单片机计时，长时间会引起较大误差，因此使用串行实时时钟PCF8583。该器件具有实时时钟，可提供秒、分、时、日、星期、月和年(闰年补偿)，可采用12h或24h方式计时。图4.11PCF8583它具有日历时钟、计时、可编程定时中断，并提供256字节低功耗静态RAM。采用I2总线串行数据线，可方便与单片机接口。OSCI:振荡器的输入端；OSCO:振荡器的输出端；A0:地址输入端；Vss:电源负端(地)；SDA:I2C总线串行数据线；SCL:I2C总线串行时钟线；INT:开路中断请求输出端(低电频有效)；Vdd:电源正端。8051与PCF8583接口电路原理图如图3所示,P1.5用作时钟线SCL,P1.6用作数据线SDA。32.768kHz的石英晶体必须接到OSCI和OSCO之间,微调电容在OSCI和Vss之间,用于对振荡器频率进行微调。图4.12实时时钟PCF8583与单片机连接图RS232通讯模块单片机从一个I/O引脚逐位传输一系列二进制编码数据，就是串行通信。单片机的串行通信的实现需要以下3个方面的支持：硬件构成：单片机的串口结构和通信接口连接。通过引脚串行数据接收端RXD和引脚TXD串行数据发送端与外界通信。通信协议：RS-232通信协议。1）电气特性，对于数据，逻辑“0”的电平高于-3V，逻辑“1”的电平低于+3V；对于控制号，接通状态（ON）即信号有效的电平高于+3V，断开状态（OFF）即信号无效的电平低于-3V。实际工作时，应保证电平在+—（3~15）V之间。RS-232是用正负电压来表示逻辑状态，与TTL以高低电平表示逻辑状态的规定不同。因此，为了能够同计算机接口或终端的TTL器件连接，必须在RS-232与TTL电路之间进行电平和逻辑关系的变换。2)信号接口，与RS-232相匹配的连接器有DB-25、DB-15和DB-9。本设计使用的是DB-9连接器。作为提供多功能I\O卡或主板上COM1和COM2两个串行接口的连接器，它只提供异步通信的9个信号。引脚功能1载波检测2接收数据3发送数据4数据终端准备完成5信号地线6数据准备完成7发送请求8发送清除9振铃提示EEPROM存储模块93LC66A/B是4KB,低电压，电可擦除存储器。93LC66A是8位，93LC66B是16位的，本设计中单片机是8位的所以选择8位的93LC66A比较合适。该芯片采用高级COMOS技术，所以功耗很低。对于要求低功耗的设备是很好选择。CS:芯片选择端口；CLK：时钟信号端；DI：数据输入端口；DO：数据输出端口；Vss：接地端；NC：悬空端口；Vcc：电源端口。图4.15EEPROM连接图系统电源设计随着集成电路制造技术的发展以及数字式电子元器件的微小型化，集成电路器件制造商在保持并增强元器件功能的前提下，采用更为先进精细的制造工艺，在减少集成芯片几何尺寸的同时，降低工作电压。降低器件的工作电压的主要优点是使电池供电电流小，电源工作时间延长；器件产生的热量减少，提供了工作可靠性；降低了器件的噪声。此外，单片机和元器件可以做到更小、更轻、更精和连续时间更长。在整个单片机系统设计中，电源的设计是需要首先考虑的，这决定了系统是采用单电源方案，还是多电源方案，系统的功耗有无特殊规定等。单片机系统中的电源设计主要指3个方面：一是电源功耗，二是电源电压，三是电源管理。本设计中，系统的电源采用的数字+5V，考虑到方便，电源可以从太阳能电池获得。但是系统的电压会很不稳定所以需要稳压性能较好的稳压源给给系统供电。步进电机驱动电路如下图所示是步进电机驱动电路，本设采用单电压驱动电路，单电压具有电路简单，功放元件少等特点，但是效率不高。单电压驱动电路适合反应式步进电机。与A相绕组并联的支路，起到释放绕组的电流，因为当Q2关断时绕组的电流不能突变需要释放的途径，电能将消耗在该支路的电阻上。其他电阻起到限流的作用。驱动过程是当单片机发出信号从P20口图4.14步进电机驱动电路输入当高电平时三极管导通，24V电压加在A相绕组与10K上。低电平时关断A相绕组不通电。太阳能电池板跟踪系统软件设计KeilC51软件介绍目前51系列单片机编程的C语言都采用KeilC51(简称C51)，KeilC51是在标准C语言基础上发展起来的。KeilC51语言是在ANSIC的基础上针对51单片机的硬件特点进行的扩展，并向51单片机上移植，经过多年努力，C51语言已经成为公认的高效、简洁而又贴近51单片机硬件的实用高级编程语言。KeilC51软件是支持8051微控制器体系结构的Keil开发工具，KeilC51是美国KeilSoftware公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编语言相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。并且，KeilC51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全新Windows界面，更适合初学者的学习和掌握。KeilC51软件进行开发有如下优点：（1）可读性好。C51语言程序比汇编语言程序的可读性好，因而编程效率高，程序便于修改。（2）模块化开发与资源共享。用C51开发出来的程序模块可以不经修改，直接被其他项目所用，这使得开发者能够很好地利用已有的大量的标准C程序资源与丰富的库函数，减少重复劳动。（3）可移植性好。为某种型号单片机开发的C语言程序，只需将与硬件相关之处和编译连接的参数进行适当修改，就可以方便地移植到其他型号的单片机上。（4）代码效率高。当前较好的C51语言编译系统编译出来的代码效率只比直接使用汇编语言低20%左右，如果使用优化编译选项，效果会更好。KeilC51软件存储模式存储模式决定了没有明确指定存储类型的变量，函数参数等的缺省存储区域，共三种：Small模式，所有缺省变量参数均装入内部RAM，优点是访问速度快，缺点是空间有限，只适用于小程序。Compact模式，所有缺省变量均位于外部RAM区的一页(256Bytes)，具体哪一页可由P2口指定，在STARTUP.A51文件中说明，也可用pdata指定，优点是空间较Small为宽裕速度较Small慢，较large要快，是一种中间状态。Large模式，所有缺省变量可放在多达64KB的外部RAM区，优点是空间大，可存变量多，缺点是速度较慢。软件总体设计及流程图系统中软件设计占有很重要的地位。它不仅要处理光电传感信号，发出步进电机的控制信号，还要保持和上位机的通讯。因此系统软件的好坏直接决定着系统的功能和稳定。本设计采用KeilC51设计，软件包括：主程序模块、光电跟踪子程序、视日运动跟踪子程序和RS232通讯模块等。单片机首先与电脑通讯将以当地理信息的为变量的数表下载到EEPROM中，系统初始化完成。然后根据主程序，分别进入光电跟踪和程序跟踪模式。光电跟踪模式下，单片机根据光电传感器的信号输入，获取光照强度，东西，南北光强差信号等信息，控制信号输出；程序跟踪模式下，单片机根据上位机通过RS232传输的数表即EEPROM中的数表，控制信号输出。本设计系统软件主程序流程图如图5.1所示，光电跟踪子程序流程图如图5.3所示，视日运动跟踪程序流程图如图5.2所示。 软件关键模块设计串口通讯程序是系统软件很重要的一部分。根据上位机传送的指令信号即写入命令，然后将以确定地理参数所对应的数表通过单片机下载到EEPROM中。通讯程序如下：voidEsisr()interrupt/*串口接收中断服务程序*/{unsignedchartemp;ES=0;if(RI==1){RI=0;temp=SBUF;/*接收数据*/}ES=1;}voidinitializtion(uintaddr)/*EEPROM初始化（EEPROM擦出程序）*/{uintAddr;Addr=(addr&0xfe00);/*取地址*/ISP_ADDRH=(uchar)(Addr>>8);ISP_ADDRL=0x00;ISP_CMD =ISP_CMD&0xf8; /*清空低3位*/ISP_CMD =ISP_CMD|EraseCommand;/*擦除命令3*/ISPgoon();/*触发执行 */ISP_IAP_disable();/*关闭ISP,IAP功能*/}

voidISP_IAP_enable(void)/*打开ISP,IAP功能*/{EA =0;/*关中断 */ISP_CONTR= ISP_CONTR&0x18;/*0001,1000 */ISP_CONTR= ISP_CONTR|WaitTime; /*写入硬件延时 */ISP_CONTR= ISP_CONTR|0x80;/*ISPEN=1*/}voidISP_IAP_disable(void)/*关闭ISP,IAP功能*/{ISP_CONTR=ISP_CONTR&0x7f;/*ISPEN=0*/ISP_TRIG= 0x00;EA =1; /*开中断*/}voidISPgoon(void){ISP_IAP_enable();/*打开ISP,IAP功能 */ISP_TRIG =0x46;/*触发ISP_IAP命令字节1 */ISP_TRIG=0xb9;/*触发ISP_IAP命令字节2*/_nop_();}ucharbyte_read(uintbyte_addr)/*字节写 */{ISP_ADDRH=(uchar)(byte_addr>>8);/*地址赋值 */ISP_ADDRL=(uchar)(byte_addr&0x00ff);ISP_CMD=ISP_CMD &0xf8; /*清除低3位*/ISP_CMD=ISP_CMD |RdCommand;/*写入读命令 */ISPgoon();/*触发执行 */ISP_IAP_disable();/*关闭ISP,IAP功能*/return(ISP_DATA);/*返回读到的数据 */}byte_write(addr，temp);/*调用ISP写函数*/addr++;}ucharbyte_read(uintbyte_addr){ISP_ADDRH=(uchar)(byte_addr>>8);/*地址赋值 */ISP_ADDRL=(uchar)(byte_addr&0x00ff);ISP_CMD=ISP_CMD &0xf8; /*清除低3位*/ISP_CMD=ISP_CMD |RdCommand;/*写入读命令*/ISPgoon();/*触发执行 */ISP_IAP_disable();/*关闭ISP,IAP功能*/return(ISP_DATA);/*返回读到的数据 */程序设计要点及注意事项KeilC51程序的一般结构与标准C语言相同，KeilC51程序由一个或多个函数构成，其中应至少包含一个main函数。C51与标准C的主要区别如下：（1）头文件的差异。51系列单片机厂家有多个，它们的差异在于内部资源如定时器、中断、I/O等数量以及功能的不同，KeilC51系列的头文件集中体现了各系列芯片的不同资源及功能。（2）数据类型的不同。51系列单片机包含位操作空间和丰富的位操作指令，KeilC51与ANSIC相比又扩展了4种类型，以便能够灵活地进行操作。（3）数据存储类型的不同。C语言最初是为通用计算机设计的，在通用计算机中只有一个程序和数据统一寻址的内存空间，而51系列单片机有片内、外程序存储器，还有片内、外数据存储器。标准C并没有提供这部分存储器的地址范围的定义。此外，对于STC12C5A60S2（4）标准C语言没有处理单片机中断的定义。KeilC51与标准C的库函数有较大的不同：由于标准C的中的部分库函数不适于嵌入式处理器系统，因此被排除在KeilC51之外，如字符屏幕和图形函数。有一些库函数可以继续使用，但这些库函数都必须针对51单片机的硬件特点来作出相应的开发，与标准C库函数的构成与用法有很大的不同。例如库函数printf和scanf，在标准C中，这两个函数通常用于屏幕打印和接收字符，而在KeilC51中，它们主要用于串行口数据的收发。（6）程序结构的差异。由于51单片机的硬件资源有限，它的编译系统不允许太多的程序嵌套。其次，标准C所具备的递归特性不被KeilC51支持，在C51中，要使用递归特性，必须用reentrant进行声明才能使用。在C51语言程序中，有可能会出现在运算中数据类型不一致的情况。C51允许任何标准数据类型的隐式转换。隐式转换的优先级顺序如下：Bit→char→int→long→float→signed→unsigned也就是说，当char型与int型进行运算时，先自动对char型扩展为int型，然后与int型进行运算，运算结果为int型。C51除了支持隐式类型转换外，还可以通过强制类型转换符“（）”对数据类型进行人为的强制转换。变量的数据类型选择的基本原则：若能预算出变量的变化范围，可根据变量长度来选择变量的类型，并尽量减少变量的长度。如果程序中不需使用负数，则选择无符号数类型的变量。若果程序中不需使用浮点数，则要避免使用浮点数变量。KeilC51的使用技巧：1）使用短型变量一个提高代码效率的最基本的方式就是减小变量的长度。使用C语言编程时若对循环控制变量使用int类型，int型数据为16位，这对8位单片机来说是一种极大的浪费。如果使用unsignedchar型的变量，它只使用一字节（8位）。2）使用无符号类型由于51单片机不支持符号运算，所以程序中也不要使用带符号型变量的外部代码。除了根据变量长度来选择变量类型外，还要考虑变量是否会出现负数，如果程序中不需要负数，就可以把变量都声明成无符号类的。3）使用位变量对于某些标志位，应使用位变量而不是unsingnedchar型变量，这将节省7位存储区，节省内存，而且在RAM中访问位变量只需要一个处理周期。4）用局部变量代替全局变量把变量声明成局部变量比声明成全局变量更有效，因为编译器在内部存储区中为局部变量分配存储空间，而在外部存储区中为全局变量分配存储空间，这会降低访问全局变量的速度。5）为变量分配内部存储区经常使用的变量防在内部RAM中时，可使程序执行的速度得到提高。除此之外，这样做还缩短了代码，因为写外部存储区寻址的指令相对要麻烦一些，考虑到存储速度，一般按下面的顺序使用存储器，既DATA，IDATA，PDATA，XDATA，同时要留出足够的堆栈空间。6）使用特定指针在程序中使用指针时，应指定指针的类型，确定他们指向哪个区域，如XDATA或CODE区，这样编译器就不必去确定指针所指向的存储区，所以代码也会更加紧凑。7）使用宏替代函数对小段代码，像使用某些电路或从锁存器中读取数据，可通过宏来替代函数，以使程序有更好的可读性。也可以把代码声明在宏中，这样看上去更像函数。编译器在碰到宏时，按照事先声明好的代码去替代宏。宏的名字应能够描述宏的操作。当需要改变宏时，只要在宏的声明处修改即可。C51的扩展数据类型（1）位变量bit；bit的值可以是1（true）,也可以是0（false）。所有的bit变量放在80C51内部数据存储区的（20H～2FH）位段。因为这个区域只有16个字节长，所以在某个范围内最多只能定义128个位变量。在格式中可以加上各种修饰，但注意存储器类型只能是bdata、data、idata。只能是片内RAM的可位寻址区，严格来说只能是bdata。（2）特殊功能寄存器sfrSTC12C5A60S2特殊功能寄存器在片内RAM区的80H~FFH之间，“sfr”数据类型占用一个内存单元。利用它可访问AT89C例如：sfrP1=0x90这一语句定义P1口在片内的寄存器，在后面语句中可用“P1=0xff”(使P1的所有引脚输出为高电平)之类的语句来操作特殊功能寄存器。在等号（赋值号）的右边指定的地址必须是一个常数，不允许用带操作数的表达式。80C51系列支持SFR的地址范围为：0x80～0xFF。（3）特殊功能寄存器sfr16“sfr16”数据类型占用两个内存单元。sfr16和sfr一样用于操作特殊功能寄存器。所不同的是它用于操作占两个字节的特殊功能寄存器。（4）特殊功能位sbitsbit是指STC12C5A60S2sfrPSW=0xd0 ；/*定义PSW寄存器地址为0xd0*/sbitPSW^2=0xd2 ；/*定义OV位为PSW.2*/符号“^”前面是特殊功能寄存器的名字，“^”的后面数字定义特殊功能寄存器可寻址位在寄存器中的位置，取值必须是0~7。程序中的注释内容,修改时间和作者，方便理解的注释等。注释内容应简练，清楚，明了，对一目了然的语句不加注释。2、命名:命名必须具有一定的实际意义。1.宏和常量的命名。宏和常量的命名规则：单词的字母全部大写，各单词之间用下划线隔开。实验及结论本文设计的太阳能跟踪系统，系统通过RS232模块串行接口，控制数表写入EEPROM中，然后通过单片机从数表中读出数据，控制步进电机的转动。针对该测试系统，进行了电机转动测试实验。测试数据一部分(电机转动角度)如表所示。实验结果表明，本文设计的跟踪器，可以实现准确的角度输出，输出信号的可以通过电脑通讯改变。电机转动角度还要经过减速机构减速比30:1所以电机的转动角度与电池板角度有30倍的关系。角度误差小于1%。系统具有精度高控制灵活等优点，能够满足设计要求。序号时间理论角度实测角度高度角偏差角度V3与V4电压差电机转动角度16：0011°10°0.2°0.1V5°26：3017°18°0.3°0.15V9°37：0023°22°0.3°0.15V9°47：3028°28°0.2°0.1V5°58：0034°33°0.5°0.25V14°68：3040°40°0.8°0.4V24°79：0045°45°0.4°0.2V12°89：3051°53°0.6°0.24V19°910：0056°57°1°0.4V33°图6.16月1日太阳高度角实验数据表总结及展望总结本文的主要工作总结如下：（1）详细分析比较了常见太阳追踪方式，确立了视日运动轨迹跟踪和光强跟踪相结合的二级跟踪方法；（2）对目前常用的控制器进行了分析对比，考虑到系统成本及采用跟踪系统的意义，采用单片机作为主控制芯片。结合本文提出的跟踪方法，进行了硬件的总体设计和各个模块的电路设计，实现了光电跟踪和视日运行轨迹跟踪的有效结合。（3）对自动跟踪装置控制系统的软件进行了设计。按照已提出的跟踪策略，设计了光电跟踪和视日运动轨迹跟踪模块软件流程。本设计提出的基于STC12C5A60S2单片机的太阳能电池板自动跟踪系统，集计算机测控技术、大规模集成电路技术于一体，系统具有精度高、控制灵活、成本低廉、性能稳定可靠等特点。本设计的创新点在于，充分结合硬件、软件的优势，设计并实现了一种高精度、抗干扰能力强的跟踪系统。基于五象限光敏传感器和程序数据可调的跟踪系统,结果显示系统软硬件电路设计的正确性和可靠性。展望由于本系统的实现技术要求比较高，而且课题研究的时间仓促，以及本人能力有限，因此还有很多地方需要进一步研究：（1）自动跟踪控制部分只做了简单的设计，基本完成了自动跟踪的功能，但是仍旧需要更精细的设计，更加完善的控制系统；（2）由于气象资料和环境条件的限制，光强检测实验还不充分，需要进一步的完善；（3）粗跟踪所需的数表还需细化及设备要求还有待优化。附录控制板原理图部分数据结构1月1日高度角及方位角数据结构字节数据时间段高度角方位角符号0(+)，1(-)方位角大小BYTE1~30°(00H)0(00H)0°(00H)6：00BYTE4~60°(00H)0(00H)0°(00H)6：30BYTE7~90°(00H)0(00H)0°(00H)7：00BYTE10~120°(00H)0(00H)0°(00H)7：30BYTE13~153°(03H)1(01H)56°(38H)8：00BYTE16~188°(08H)1(01H)51°(33H)8：30BYTE19~2112°(0CH)1(01H)45°(2DH)9：00BYTE22~2416°(10H)1(01H)39°(27H)9：30BYTE25~2719°(13H)1(01H)33°(21H)10：00BYTE28~3022°(16H)1(01H)27°(1BH)10：30BYTE31~3324°(18H)1(01H)19°(13H)11：00BYTE34~3626°(1AH)1(01H)12°(0CH)11：30BYTE37~3927°(1BH)1(01H)4°(04H)12：00BYTE40~4227°(1BH)0(00H)3°(03H)12：30BYTE43~4526°(1AH)0(00H)11°(0BH)13：00BYTE46~4825°(19H)0(00H)18°(12H)13：30BYTE49~5122°(16H)0(00H)25°(19H)14：00BYTE52~5420°(14H)0(00H)32°(20H)14：30BYTE55~5716°(10H)0(00H)38°(28H)15：00BYTE58~6013°(0DH)0(00H)44°(2CH)15：30BYTE61~638°(08H)0(00H)50°(32H)16：00BYTE64~664°(04H)0(00H)55°(37H)16：30BYTE67~690°(00H)0(00H)60°(3CH)17：00BYTE70~720°(00H)0(00H)0°(00H)17：30BYTE73~750°(00H)0(00H)0°(00H)18：00BYTE76~780°(00H)0(00H)0°(00H)18：30BYTE79~810°(00H)0(00H)0°(00H)19：00BYTE82~84BYTE85~87BYTE88~901月2日高度角及方位角数据结构字节数据时间段高度角方位角符号0(+)，1(-)方位角大小BYTE1~30°(00H)0(00H)0°(00H)6：00BYTE4~60°(00H)0(00H)0°(00H)6：30BYTE7~90°(00H)0(00H)0°(00H)7：00BYTE10~120°(00H)0(00H)0°(00H)7：30BYTE13~153°(03H)1(01H)56°(38H)8：00BYTE16~188°(08H)1(01H)51°(33H)8：30BYTE19~2112°(0CH)1(01H)45°(2DH)9：00BYTE22~2416°(10H)1(01H)40°(28H)9：30BYTE25~2719°(13H)1(01H)33°(21H)10：00BYTE28~3022°(16H)1(01H)27°(1BH)10：30BYTE31~3324°(18H)1(01H)20°(14H)11：00BYTE34~3626°(1AH)1(01H)12°(0CH)11：30BYTE37~3927°(1BH)1(01H)4°(04H)12：00BYTE40~4227°(1BH)0(00H)3°(03H)12：30BYTE43~4526°(1AH)0(00H)10°(0AH)13：00BYTE46~4825°(19H)0(00H)18°(12H)13：30BYTE49~5123°(17H)0(00H)25°(19H)14：00BYTE52~5420°(14H)0(00H)32°(20H)14：30BYTE55~5716°(10H)0(00H)38°(28H)15：00BYTE58~6013°(0DH)0(00H)44°(2CH)15：30BYTE61~638°(08H)0(00H)50°(32H)16：00BYTE64~664°(04H)0(00H)55°(37H)16：30BYTE67~690°(00H)0(00H)60°(3CH)17：00BYTE70~720°(00H)0(00H)0°(00H)17：30BYTE73~750°(00H)0(00H)0°(00H)18：00BYTE76~780°(00H)0(00H)0°(00H)18：30BYTE79~810°(00H)0(00H)0°(00H)19：00BYTE82~84BYTE85~87BYTE88~906月1日高度角及方位角数据结构字节数据时间段高度角方位角符号0(+)，1(-)方位角大小BYTE1~311°(0BH)1(01H)108°(6CH)6：00BYTE4~617°(11H)1(01H)104°(68H)6：30BYTE7~923°(17H)1(01H)100°(64H)7：00BYTE10~1228°(1CH)1(01H)95°(5FH)7：30BYTE13~1534°(22H)1(01H)91°(5BH)8：00BYTE16~1840°(28H)1(01H)86°(56H)8：30BYTE19~2145°(2DH)1(01H)81°51H)9：00BYTE22~2451°(33H)1(01H)74°(4AH)9：30BYTE25~2756°(38H)1(01H)67°(43H)10：00BYTE28~3062°(3EH)1(01H)58°(3AH)10：30BYTE31~3366°(42H)1(01H)46°(2EH)11：00BYTE34~3670°(46H)1(01H)29°(1DH)11：30BYTE37~3972°(48H)1(01H)9°(09H)12：00BYTE40~4271°(47H)0(00H)13°(0DH)12：30BYTE43~4569°(45H)0(00H)33°(21H)13：00BYTE46~4865°(41H)0(00H)48°(30H)13：30BYTE49~5161°(3DH)0(00H)60°(3CH)14：00BYTE52~5455°(37H)0(00H)69°(45H)14：30BYTE55~5750°(32H)0(00H)76°(4CH)15：00BYTE58~6044°(2CH)0(00H)82°(52H)15：30BYTE61~6339°(27H)0(00H)87°(57H)16：00BYTE64~6633°(21H)0(00H)92°(5CH)16：30BYTE67~6927°(1BH)0(00H)96°(60H)17：00BYTE70~7222°(16H)0(00H)101°(65H)17：30BYTE73~7516°(10H)0(00H)105°(69H)18：00BYTE76~7811°(0BH)0(00H)110°(6EH)18：30BYTE79~815°(05H)0(00H)114° (73H)19：00BYTE82~84BYTE85~87BYTE88~90部分软件代码#include<c:\ProgramFiles\Keil\C51\INC\reg51.h>#include<c:\ProgramFiles\Keil\C51\INC\intrins.h>#defineFILTERNUM3//定义AD采样滤波次数typedefunsignedcharBYTE;typedefunsignedintWORD;/*DeclareSFRassociatedwiththeADC*/sfrADC_CONTR=0xBC;//ADCcontrolregistersfrADC_RES=0xBD;//ADChigh2-bitresultregistersfrADC_RESL=0xBE;//ADClow8-bitresultregistersfrP1ASF=0x9D;//P1secondaryfunctioncontrolregistersfrAUXR1=0xA2;//ADresult格式调整/*DefineADCoperationconstforADC_CONTR*/#defineADC_POWER0x80//ADCpowercontrolbit#defineADC_FLAG0x10//ADCcompleteflag#defineADC_START0x08//ADCstartcontrolbit#defineADC_SPEEDLL0x00//540clocks#defineADC_SPEEDL0x20//360clocks#defineADC_SPEEDH0x40//180clocks#defineADC_SPEEDHH0x60//90clocksvoidDelay(WORDn);voidInitADC();WORDGetADCResult(BYTEchnum);voidADCFilter();voidInitData();voidwatch_dog();//ADC变量定义BYTEi,j;BYTEch;//ADCchannelNO.BYTEfilter;//滤波变量WORDADTotal[8];//AD滤波数组WORDADTemp[8];//SaveADtempvalueWORDtempvalue;//BYTEADValue[8];//AD采样值,放大50倍longinttemp;BYTEBoardNum;//板号WORDdog_count;voidmain(){InitData();InitADC();//InitADCsfrfor(;;){ADCFilter(); for(i=0;i<8;i++) { ADValue[i]=((ADTemp[i]*25)/ADTemp[7])*5; temp=(longint)ADTemp[i]*125; rs1_send[i+1]=(BYTE)(temp/ADTemp[7]); } watch_dog(); Delay(200);}}/*InitialADCsfr*/voidInitADC(){AUXR1|=0x04;//ADRJ=1P1ASF=0xff;//SetallP1asanaloginputportADC_RES=0;//ClearpreviousresultADC_RESL=0;ADC_CONTR=ADC_POWER|ADC_SPEEDLL;Delay(2);//ADCpower-ondelay}/*GetADCresult*/WORDGetADCResult(BYTEchnum){ADC_CONTR=ADC_POWER|ADC_SPEEDLL|chnum|ADC_START;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();while(!(ADC_CONTR&ADC_FLAG));//WaitcompleteflagADC_CONTR&=~ADC_FLAG;//CloseADCtempvalue=256*(ADC_RES&0x03)+ADC_RESL;return(tempvalue);}/*ADCResultfilter<=50*/voidADCFilter(){for(ch=0;ch<8;ch++){for(filter=0;filter<FILTERNU