论文总字数：16926字

摘 要

随着社会的发展，人们对石油和煤炭等资源进行大量的开采，所以造成了这些资源快速的减少，甚至将要枯竭。所以现在很多国家都出现了能源紧张的问题，这严重影响了国家未来可持续的发展。由于越来越多的国家陷入了能源危机，所以现在全球大部分国家都进行了新能源的研发，来代替已不多且有污染的能源。其中太阳能是一种无污染，且在已经发现的能源中有很大的发展空间。中国地域面积广大，所以太阳能资源很丰富，对太阳能的利用具有很大的意义，可以缓解我国的能源压力。现阶段对太阳能利用的问题是如何使太阳能板吸收更多的太阳能，并进行转换。

因为现在太阳能的利用率低，所以针对这一现象，研发者设计了一款基于单片机的太阳能自动跟踪控制器。STC89C5X微控制器作为核心控制组件，以两个光电传感器通过比较电路和A/D采集信号，结果将输出到微控制器，单片机分析处理数据并输出到ULN2003A控制四相步进电机实现跟踪太阳位置。

本文主要是对系统的硬件和软件进行设计。系统硬件部分主要是对硬件各部分电路的设计，其中包括传感器电路模块，控制电路模块，液晶显示模块，外围设备模块等部分，并详细分析了各个模块的作用，介绍了所用的主要芯片的特性及用法，简述了模块设计时的注意事项和使用方法。软件部分主要包括主程序，光电检测，光电跟踪以及LCD1602显示函数的设计等部分。每个部分都画出了相应的程序流程图，使得系统的软件设计思路清晰的呈现出来，简单易懂。

关键词：太阳能；光电传感器；单片机；跟踪步进电机

Research on Automatic Tracking Controller of Solar Energy

Abstract

Humans are facing a serious threat to the depletion of fossil fuels such as oil and coal. The problem of energy shortages is an important issue facing many countries. Solar energy has a huge development prospect as a clean and polluting energy source. China is a more abundant solar energy resources of the country, make full use of solar energy resources, has far-reaching energy strategic significance. The key to the use of solar energy is to improve the efficiency of solar panels to collect solar energy, solar panels to accept direct sunlight, which is the maximum light intensity of the sun, so as to maximize the collection of solar energy.

Because the utilization rate of solar energy is low, so for this phenomenon, the developer designed a single-chip solar automatic tracking controller. STC89C5X microcontroller as the core control components, through the two photoelectric sensors through the comparison circuit and A/D acquisition signal, the results will be output to the microcontroller, single-chip analysis of processing data and output to ULN2003A control four-phase stepper motor to achieve tracking the sun position .

This article is mainly on the system hardware and software to elaborate. The hardware part of the system is mainly designed for the circuit of each part of the hardware, including the sensor circuit module, the control circuit module, the liquid crystal display module and the peripheral device module. The function of each module is analyzed in detail, and the characteristics of the main chip And usage, briefly describes the module design considerations and the use of methods. The software part includes the main program, photoelectric detection, photoelectric tracking and LCD1602 display function design and other parts. Each part of the corresponding program to draw the corresponding flow chart, making the system"s software design ideas clearly presented in front of the reader, easy to understand.

Keywords: solar energy; photoelectric sensor; single chip microcomputer; tracking; stepper motor

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪 论 1

1.1课题研究的背景和意义 1

1.2太阳能跟踪控制器国内外研究现状及发展趋势 1

1.2.1国外研究现状 1

1.2.2国内研究现状 2

1.3本课题所做的工作 2

1.4本章小结 2

第二章 太阳能自动跟踪控制器系统总体方案设计 3

2.1 方案论证 3

2.1.1处理器芯片的选择 3

2.1.2 光敏电阻的选择 3

2.1.3 步进电机驱动的选择 3

2.1.4 显示器件的选择 4

2.2总体方案设计 4

2.3 本章小结 4

第三章 太阳能自动跟踪控制器系统硬件设计 5

3.1单片机最小系统设计 5

3.2光电检测电路的设计 5

3.3步进电机驱动设计 6

3.4 液晶显示电路模块设计 7

3.5 本章小结 7

第四章 太阳能自动跟踪控制器系统软件设计 8

4.1系统主程序的设计 8

4.2光电追踪器模块的设计 8

4.3光电检测追踪模块的设计 9

4.4本章小节 9

第五章 系统调试 11

第六章 总结与展望 13

致 谢 14

参考文献(References) 15

附 录 16

第一章 绪 论

1.1课题研究的背景和意义

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