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端口拉到高电位，这时可用作输入口。作输入口使用时，因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流。在对Flash编程和程序验证期间，P2也接收高位地址和一些控制信号。
(3)P2端口(P2.0-P2.7):P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口。P2的输出缓冲器可驱动(吸收或输出电流方式)4个TTL输入。对端口锁存器写“1”时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可用作输入口。P2作输入口使用时，因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流。
3.1.5外围电路
电源管理部分电路。
电源是电子设备的心脏部分，其质量的好坏直接影响着电子设备的可靠性，而且电子设备的故障60%来自电源，因此作为电子设备的基础元件，电源受到越来越多的重视。系统电源设计是单片机应用系统设计中的一项极其重要的工作，它对整个单片机系统能否正常运行起着至关重要的作用。电源设计应该同时考虑功率、电平及抗干扰等问题。电源功率必须能满足整个系统的需要。
在系统电路中，除单片机系统需要+5V直流电源外，步进电机和驱动器还需要一个模拟电源12V。选用印刷线路板焊接式电源变压器PKB05将220V交流电压变换成正负12V的电压。这种变压器结构紧凑、坚固、抗震、防潮、阻燃，外型美观，使用方便，抗电强度高。它的初级是220V，50HZ/60Hz，次级既可以是单路输出，也可以双路输出。由于这种变压器变出的电压仍是交流电压，且又不十分准确和稳定，所以再利用全桥整流，电容滤波电压稳定后，分别用三端稳压电源模块7812，7912，输出正负12V。电路在7812和7912的输入端分别接上0.33uF的CBB电容、2000uF/25V的电解电容和2.2uF的CBB电容、2000uF/25V的电解电容。CBB电容可以滤掉高频干扰，电解电容组合可以滤掉低频干扰。在输出端接上104瓷片（0.1uF）电容，对输出的+5V电源再次进行滤波，以得到干净的电源。
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图4-5电源管理部分电路
3.1.6步进电动机介绍
步进电机其功用是将脉冲电信号变换相应的角位脉电号电动机就转动一个角度或前进一步。因此非常适合单片机控制，推动了步进电动机的发展，步进电动机的应用开辟了广阔的前景。
按励磁方式分类，步进电动机可分为3大类[32]：
(1)反应式步进电动机又称为磁阻式步进电动机。它的转子是由软磁材料制成的，转子中没有绕组。它结构简单，成本低，步距角可以做得很小，但动态性能较差。
(2)永磁式步进电功机
永磁式步进电动机的转子是用永磁材料制成的。转子本身就是一个磁源。它的输出转矩大，动态性好。转子的极数与定子的极数相同，所以步距角一般较大。需供给正负脉冲信号。又称为脉冲电动机，是数字控制系统中的一种执行元件。移或直线位移，即给一个冲信。
(3)混合式步进电动机
混合式步进电动机也称为感应式步进电动机。它综合了反应式和永磁式两者的优点，它的输出转矩，动态性能好，步距角小，是一种很有发展前途的步进电动机。
3.1.7 步进电机的主要特性
1.步距角
步距角指每给一个电脉冲信号电机转子所应转过的角度。步进电机的步距角是由转子齿数和电机的相数所决定。典型的混合式步进电机是四相200步的电机，
。
步距角为1.9选择步进电机时，步距角取决于负载精度的要求，将负载的最小分辨率换算到电机轴上，每个当量电机应走多少角度。电机的步距角应等于或小于此角度。
2.矩角特性
矩角特性是指不改变各相绕组的通电状态，即一相或几相绕组同时通以直流电流时，电磁转矩与失调角的关系。
3.响应频率
在某一频率范围内步进电机可以任意运行而不会丢失一步，则这一最大频率
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称为响应频率。通常用启动频率f作为衡量的指标。它是指在一定负载下直接启动而不失步的极限频率，称为极限启动频率或突跳频率。
3.2.1步进电机的选择
1.式步进电机１选择
估计步进电机1所需要的最大静力矩不大于200N，故选用57BYGH1001混合式步进电机。
表4-1 57BYGH1001混合式步进电机
型号 57BYGH1001 电压(V) 5 电流(A) 3 电阻 (Ω) 1.4 最大静机身长力矩 (mm) (N.cm) 200 100 输出轴直径 (mm) 10 转动惯量(g.cm2) 1.5 重量(kg) 650 接线图 4.6 2.步进电机2选择
估计步进电机2所需要的最大推力不大于2000N，故选用8700系列螺杆轴混合式步进电机。技术参数如下：
1)线圈双极性， 2)最大推力 2270 N， 3）位移分辨率0.127mm，4）工作电压 5 V， 5）相电流 3.12 Amps ， 6）相电阻1.6 ， 7）相电感 8.8 mH ， 9）功耗 31.2 W, 10)最高温度 130°C， 11）重量 2.3 Kg，12）绝缘电阻 20
电源 驱动电路
（1） B L- 240 1BL-240型驱动模块 ○
步 进 电 机 步进电机驱动器 1)适用电压范围宽 (12-40V)； 2)恒流斩波,双极性全桥式驱动； 3)运行特性良好； 4)自动半流锁定； 5)可靠性高； 6)适配4A以下两相和四相混合式步
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进电机
2技术数据: ○
1）输入电压: 12-40V 单电压供电； 2)相电流:本模块相电流可在0-4A之间调节； 3)驱动模式∶全桥驱动； 4)运行方式∶半步(0.9°)； 5)运行特性:优于原电机出厂指标； 6)保护方式:过热保护,锁定自动半流； 7)外形尺寸:126 mm×73mm×32mm； 8)重量∶<300g； 9)运行环境:温度-15-40℃ 湿度<90%。
3接线端子:(I/O PORTS) ○
1)VCC:供电电源12-40V 注:切忌超过40V,以免损坏模块； 2)GND:VCC对应地线； 3)B＋； 4)A＋； 5)CP IN＋:时钟脉冲输入端，光藕输入端，上升沿有效； 6)CP IN－:光藕输入负端； 7)CW/CCW＋:电机运转方向控制，光藕输入端； 8)CW/CCW－:光藕输入负端； 9)FREE＋:脱机电平； 10)FREE－:脱机电平。
注:输入信号共有三路，它们是步进电机脉冲信号CP IN＋，CP IN－；方向电平信号CW/CCW＋，CW/CCW－；脱机信号FREE＋，FREE－。它们在驱动器内部的接口电路相同，相互独立。用户可根据需要采用共阳极接法或共阴极接法。
(a)共阳接法:分别将CP IN＋，CW/CCW＋，FREE＋连接到同一外部系统的VDD上，如果VDD是＋5V则可直接接入，如果VCC大于＋5V，则须外部另加限流电阻R，保证给驱动器内部光藕提供8-15mA的驱动电流。输入信号通过CP IN－，CW/CCW－，FREE－加入，在低电平时起作用。
(b)共阴接法:分别将CP IN－，CW/CCW－，FREE－连接到同一外部系统的地端（SGND，与电源地隔离），输入信号通过CP IN＋，CW/CCW＋，FREE＋加入，在高电平时起作用。限流电阻R的解释和共阳极接法相同。
注意事项∶
1)电机连接:本驱动模块适用于额定电流4A以下的二相、四相混合式步进电机。请注意电机线不要错接，以免烧坏驱动模块，接线图、接口图见下图。
2)电流调整: 启动电机，频率大于100Hz，调节电位器，逆时针减小，顺时针增大，即可使线包中相电流在0-4A之间调整。
3.2.2系统的实现
3.2.3 光敏电阻光强比较法
利用光敏电阻在光照时阻值发生变化的原理，将两个完全相同的光敏电阻分
[33]如果太阳光垂直照射太阳能电池别放置于一块电池板东西方向边沿处的下方。
板时，两个光敏电阻接收到的光照强度相同，所以它们的阻值完全相等，此时电动机不转动。当太阳光方向与电池板垂直方向有夹角时，接收光强多的光敏电阻
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阻值减小，驱动电动机转动，直至两个光敏电阻上的光照强度相同。其优点在于控制较精确，且电路也比较容易实现。
其控制主要由以下三部分来完成[34]: a)信号采集部分
用光敏电阻实现信号采集的电路原理为桥式电路，电路的输出信号只与照射在两个光敏电阻上光强的相对值有关，不受外界环境的影响，增加了装置的抗干扰能力。
b)数据处理部分
采用非倒向放大接法，由运算放大器及其外围电阻组成线性放大单元。零电位调整单元以抵消零点漂移的直流信号。因调零后包含一定量的负脉冲信号，用反相单元为下一级电路提供正电压信号。对输入信号进行判断，当输出信号的强度大于一定值时，给下一级一个高电平信号；反之，提供低电平信号，这样能屏蔽一些微小信号的扰动，使系统的工作更稳定。
c)控制单元
根据前一级送出的触发信号，控制电动机的工作状态。由于继电器在实现逻辑过程中需要的吸合电流较大，会造成整体电路的耗电增大；另外，继电器的反应速度很慢，灵敏度不高，会造成设备整体灵敏度及精确度下降
系统采用光敏电阻光强比较法，设计出一种全新的光电转换装置，很好的实现了光电转换。它能够利用光敏电阻比较法实现对太阳水平、垂直方向的全方位跟踪，晚上便自动复位。当太阳的水平或垂直位置发生偏移时，R1、R2或R3、R4(另一组控制电路)四个光电管中必有一个受阳光照射，这样就可确认太阳运动的方向了。R1、R2、R3、R4放置见图4-9。
控制电路有两组，电路图中是其中的一组（图-2），另一组电路与此相同。光电管是直接与控制电路连接的，当太阳能板正对太阳时，R1、R2都是高电阻，A、B两点电压相等。四运放LM124的A1、A2输出的电压相同，单片机收到的信号差为零，所以单片机不控制电动机转动。若阳光发生倾斜，使Rl被阳光射中呈低电阻，则A点电位比B点高，信号经过放大和转换，则单片机使得电机得电转动并拖动太阳能板转动，使太阳能板重新对准太阳。当R1、R2重新转为高电阻时，电机停转。若阳光偏转时使R2被阳光射中则电机反转。不论哪种情况，电机运动的方向和太阳运动的方向总是一致的．从而达到了跟踪的目的。到太阳西坠之时光线减弱，光电管R5(水平、垂直复位共用)的电阻升高。BG5导通，电机反转。回到原位时，限位开关断开，电机停转。当光敏电阻对准阳光时，采用微凋W1、W2使得A、B两点的电位相等，以提高系统的准确度。
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