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重 庆 邮 电 大 学 自 动 化 学 院
计算机控制技术课程设计报告
设计题目：光源随动系统
单位（二级学院）：
学 生 姓 名： 专 业： 班 级： 学 号： 指 导 教 师：
设计时间： 2013 年 6 月 重庆邮电大学自动化学院制
摘 要
本设计给出了一种基于单片机的点光源自动跟踪系统设计方案, 该设计使用TI公司的超低功耗的AT89C52单片机作为整个系统的控制核心，主要由电机驱动模块，点光源检测模块，电源转换模块等模块组成。利用8路光敏电阻来检测点光源的位置并将检测到的信号经过放大后进行AD转换，将转换的结果传给控制器AT89C52单片机，经过过单片机的运算和处理来确定点光源的运动趋势，并将运算的控制信号控制两台步进电机，使其跟随点光源运动。
本设计可以扩展为以后的太阳能发电的自动跟踪系统。该系统不仅能自动根据太阳光方向来调整太阳能电池板朝向, 结构简单、成本低, 而且在跟踪过程中能自动记忆和更正不同时间的坐标位置, 不必人工干预, 特别适合天气变化比较复杂和无人值守的情况, 有效地提高了太阳能的利用率, 有较好的推广应用价值。
关键词：AT89C52单片机、光源、自动跟踪、传感器
目 录
摘要 .................................... 错误！未定义书签。 目录 ..................................................... 3 一 设计题目 .............................................. 4
1.1 基于单片机的光源自适应控制系统设计 ................ 4 1.2 设计要求 .......................................... 4 二 设计报告正文 .......................................... 5
2.1 设计方案总体方向的选择 ............................ 5 2.1.1 系统方案的拟定 .............................. 5 2.1.2 方案选择 ................................... 5
2.2 硬件电路的设计 .................................... 6
2.2.1 A/D转换模块 ................................. 6 2.2.2 步进电机模块 ................................ 9 2.2.3 电机驱动模块 .............................. 11
2.2.4 检测模块 ................................... 13 2.2.5 单片机模块 ................................. 14 2.3 系统软件设计 ..................................... 18 三 总体调试 ............................................. 19 3.1 总体调试 ........................................ 19
3.2 问题及解决方案 ................................... 19 3.2.1 通道比较阀值的设置 ......................... 19 3.2.2 电机的防抖 ................................. 19 四 设计总结 ............................................ 20
五 参考文献 ............................................. 21 六 附录 ................................................. 22
一、设计题目
1.1基于单片机的光源自适应控制系统设计
设计一控制系统，假设有一个太阳能电池板，为了使电池板最大限度的接受光照强度，通过控制器调节电池板的角度使电池板始终正对光线。采用步进电机作为角度调整装置，使系统能上下和左右旋转。
1.2设计要求
1.绘制原理图； 2.连接电路； 3.编写程序； 4.调试运行。
二、设计报告正文
2.1设计方案的选择
2.1.1系统方案的拟定 1.方案一
由检测电路、AT89C52单片机、时钟电路、A/D转换控制电路等主要模块组成。传感器部分采用光敏二极管，将光信号变换为电信号。经过A/D转换将其转化离散的数字信号。控制电路以单片机为核心，能够对采集的数字信号进行处理和判断，控制步进电机运转使传感器光板正对光线。 2.方案二
以单片机低功耗LM3S1138微控制器作为核心控制单元，光强度检测模块，时钟模块，电机驱动，电源供电，步进电机控制电路模块等主要模块组成。传感器采用光敏电阻，LM3S1138微控制器自带8个10位A/D，能够识别模拟信号。控制电路以单片机为核心，能够对采集的模拟信号进行处理和判断对步进电机实现控制。