基于单片机的太阳能一维跟踪控制系统.docx

【摘要】跟随时间的推移地球上仅有的各种能源的不断地被开采，能源危机已经成为当今世界一个大问题。在太阳能的采集方面，本设计为了提高太阳能跟踪精度，研制了一种在南北布置角度，东西实现跟踪的槽式太阳能一维聚光器并用STC公司的89C52控制芯片与光电跟踪技术来实现一维上的自动跟踪技术。由于自动跟踪控制系统在阴云天气时会有一定的失误动作，又设计出可以切换到手动控制模式的装置。方便在阴云天气人为的控制聚光器的朝向。

本文基于槽式太阳能技术电的基本特点及国内外对太阳传感器和跟踪控制的研究现状，主要做了如下方面的研讨：研究了太阳辐射、太阳位置等基本知识；研究了槽式聚光的基本机构和特点；研究了常规的槽式一维跟踪技术的，在此基础上提出了新的跟踪策略，即采用多个光敏传感器输出阻值不一致的方法找到太阳的位置，设计了以光敏传感器为核心的太阳传感器；根据控制系统的要求，选用了STC89C52作为控制核心芯片，设计了整套自动跟踪系统，完成了单片机的外围硬件电路设计和电路板的制作和调试，并对各个硬件电路要实现的功能方面详细的描述；在软件方面，采用的是针对单片机的KeilC集成开发环境、PCB采用Altium Designer Summer 09来绘制，用ISIS 7 Professional来进行一定程度上的仿真，完成了全部的软件设计，最后软件、硬件结合完成系统的调试。达到太阳能一维跟踪控制系统运行的可靠性。

【关键词】：太阳能跟踪；槽式太阳能；STC89C52；光敏电阻传感器；

目录

摘要

Abstract

1. 绪论-6

1.1. 太阳能的发展与市场-6

1.2. 国内外的研究现状-6

1.3. 本课题研究的意义与目的-7

1.4. 课题研究的要点-7

2. 太阳能发电技术的分类-8

2.1. 光伏发电技术-8

2.2. 光热发电技术-8

2.2.1. 槽式太阳能-9

2.2.2. 塔式太阳能-9

2.2.3. 碟式太阳能-10

3. 太阳能一维跟踪技术-11

3.1. 太阳能视日运行轨道跟踪-11

3.2. 太阳能光电自动跟踪系统-11

3.3. 课题选用-12

4. 硬件选用与外围电路设计-13

4.1. 硬件总体设计结构框图-13

4.2. 单片机STC89C52-13

4.2.1. 引脚介绍-14

4.2.2. 晶振电路-14

4.2.3. 复位电路-14

4.2.4. 系统供电与指示灯-15

4.3. A/D芯片的选用与工作原理-15

4.4. 光电传感器-16

4.4.1. 光电传感器的选型-16

4.4.2. 光电传感器处理电路的设计-17

4.5. 步进电机与驱动电路-17

4.6. 指示灯与功能按键的设计-19

4.6.1. 指示灯的设计-19

4.6.2. 功能按键的设计-20

4.7. CH340模块的下载调试接口-20

5. 软件设计-22

5.1. Altium Designer Summer 09的使用-22

5.1.1. 制作集成库-22

5.1.2. 电路图的绘制与软件的使用-23

5.1.3. PCB电路板的生成与软件的使用-24

5.2. 仿真模拟-25

5.2.1. 仿真器、编程环境介绍-26

5.3. Keil uVision2编译软件-27

5.3.1. 软件使用介绍-27

5.3.2. 程序总结构流程-29

6. 程序代码-30

总结-33

参考文献-34

致谢-35