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太阳跟踪系统设计

更新时间:2019-01-29
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太阳跟踪系统设计



随着我国经济的腾飞,各种新能源的利用率严重低下。最主要的能源--煤炭石油等不可再生资源不断消耗与匮乏,因此我们人类找寻其他可替代新能源的脚步正加快前进。太阳能具有清洁无污染﹑可再生﹑分布广、储量大等优点,并且拥有非常广阔的发展前景。但是目前太阳能利用效率较低,这个问题一直影响和制约着人类利用太阳能技术的推广和发展。
太阳能在发电过程中,太阳能板与太阳光线的角度是影响太阳能发电效率利用率的决定性因素。本设计是一种全天候实时自动跟踪太阳的智能控制系统,采用双轴跟踪方式对太阳进行实时跟踪,使太阳光线能始终垂直于太阳光线,从而更高效的利用太阳能。本设计的原理是利用光敏传感器把接收到的光信号转换成电信号,然后经A/D数模转换芯片PCF8591将模拟信号处理转换成数字信号,再传送给控制系统,由控制系统输出相应的控制信号,驱动执行机构调整装置的方位角和高度角的位置,使之与太阳光线垂直。
本设计使用STC89C51单片机作为控制机构,根据本款型号单片机的特点和本次设计所需实现的功能,完成了单片机外围硬件电路设计与对应的软件设计。
关键词:太阳跟踪;单片机;光敏电阻;步进电机

目  录

第1章 绪论 1
1.1 研究的背景和意义 1
1.2国内外的研究现状 2
1.3论文的主要研究内容 4
1.4本章小结 4
第2章 方案论证与选择 5
2.1总体方案 5
2.2 方案选择 5
2.2.1 单片机方案选择 5
2.2.2 传感器检测模块方案选择 6
2.2.3电机的选择 6
2.2.4 转换模块选择 6
2.2.5 按键检测模块方案选择 7
2.3本章小结 7
第3章 系统硬件设计 8
3.1 MCU控制电路设计 8
3.2检测模块电路设计 9
3.3 AD转换模块电路设计 10
3.4步进电机驱动电路设计 10
3.5单片机外围电路设计 11
3.5.1电源模块电路 11
3.5.2按键电路 12
3.5.3指示灯电路 12
3.6系统实物平台搭建 12
3.7本章小结 13
第4章 系统软件设计 14
4.1主程序软件设计 14
4.2检测转换模块软件设计 15
4.3执行机构软件设计 15
4.4按键软件设计 16
4.5本章小结 17
第5章 测试与分析 18
5.1 开发工具的介绍 18
5.2 系统测试前调试 18
5.3系统测试结果 19
5.3 本章小结 20
第6章 结  论 21
6.1总结 21
6.2不足与进一步改进 21
参考文献 22
谢  辞 23
附录 24