器O)，Ρ3.5Τ1 (定时/计数器I)，Ρ3.6WR(外部数据存储器写选通)，P3.7RD (外部数据存储器读选通).此外，P3 口还接收一些用于FLASH闪存编程和程序校验的控制信号。
[0040]RST:复位输入.当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将是单片机复位。
[0041]ALE/PROG:当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE (地址锁存允许)输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。一般情况下，ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的(本系统的ADC0809的工作频率。
[0042]PSEN:程序储存允许(PSEN)输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89S52由外部程序存储器取指令(或数据)时，每个机器周期两次PSEN有效，即输出两个脉冲，在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次PSEN信号。
[0043]EA/VPP:外部访问允许，欲使CPU仅访问外部程序存储器(地址为0000H-FFFFH)，EA端必须保持低电平(接地)。
[0044]XTALl:振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。XTAL2:振荡器反相放大器的输出端。
[0045]本实施例占用了 AT89S52的P0，P1，P2，P3 口用于数据传输接口的扩展，如图3所示。系统电源分别给单片机控制电路、模数转换电路、分频电路、驱动电路的芯片的工作提供稳定的工作电压。模数转换部分的功能是将太阳光强转换成对应的电压的模拟信号转化成单片机可以处理的数字信号。分频电路是为了给模数转换模块提供合适的工作频率。驱动电路是根据单片机的指令来驱动电机按规定的方向和转速运转。
[0046](2)本实施例的减速电机驱动芯片L298N是SGS (通标标准技术服务有限公司)公司的产品，是15脚Multiwatt封装的L298N，内部包含4通道逻辑驱动电路。是一种二相和四相电机的专用驱动器，即内含二个H桥的高电压大电流双全桥式驱动器，接收标准TTL逻辑电平信号，可驱动46V、2A以下的电机。
[0047]L298N的引脚9为逻辑供应电压。引脚4为SUPPLY VOLTAGE Vs，即驱动部分输入电压。Vss电压要求输入最小电压为4.5V，最大可达36V;Vs电压最大值也是36V，但经过我的实验，Vs电压应该比Vss电压高，否则有时会出现失控现象。它的引脚2，3，13，14为L298N芯片输入到电动机的输出端，其中引脚2和3能控制两相电机，对于直流电动机，即可控制一个电动机。同理，引脚13和14也可控制一个直流电动机。引脚6和11脚为电动机的使能接线脚。引脚5，7，10，12为单片机输入到L298N芯片的输入引脚，分别连接到单片机控制器AT89S52的P0.0、P0.UP0.2, P0.3引脚，如图4所示。
[0048]使能控制引脚ENA或者ENB就可以实现PWM脉宽速度调整。I脚和15脚可单独引出连接电流采样电阻器，形成电流传感信号，也可以直接接地。在可设计中就将它们直接接地。引脚8为芯片的接地引脚，它与L298N芯片的散热片连接在一起。由于本芯片的工作电流比较大，发热量也比较大，所以在本芯片的散热片上又连接了一块铝合金，以增大它的散热面积。
[0049](3)本实施例的模数转换芯片ADC0809是采样分辨率为8位的、以逐次逼近原理进行模一数转换的器件。其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。
[0050]ADC0809的工作过程:首先输入3位地址，并使ALE = 1，将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。START上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动A/D转换，之后EOC输出信号变低，指示转换正在进行。直到A/D转换完成，EOC变为高电平，指示A/D转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。当OE输入高电平时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上。转换数据的传送A/D转换后得到的数据应及时传送给单片机进行处理。数据传送的关键问题是如何确认A/D转换的完成，因为只有确认完成后，才能进行传送，ADC0809与单片机AT89S52接线关系如图5所示。
[0051](4)本实施例的74LS74分频器是由于ADC0809的工作频范围10KHZ1280KHZ，频率为500KHZ时，其转换速度为128us。AT 89S52的第30脚输出频率为1MHZ，AT89S52的第30脚与74LS74连接后，进行2分频后，得到500KHZ的时钟信号传给ADC0809，接线关系如图6所示。
[0052](5)该作品使用的电源由12V铅蓄电池给整个装置供电，通过LM78L05ACZ转换以后稳压输出5V给电机模块、单片机模块及时钟模块供电，如图7所示。
[0053](6)本实施例的DS1302时钟芯片是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、日、周、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，这种芯片接线简单，耗能低，时钟校准比较容易。其主要功能包括实时时钟/日历和31B的静态RAM经过一个简单串行接口与单片机通信，实时时钟提供年、月、日、时、分以及秒等信息，对于小于31天的月末的日期进行调整，时钟的运行可以采用24h或者12h格式。DS1302内部结构移位寄存器、控制逻辑、振荡器、实时时钟及31B的RAM组成，开始数据传送时，必须把RST置为高电平，并把提供地址和命令信息的8位装入到移位寄存器。对DS1302进行任何数据的传输时，第一个数据字节必须是命令字节。DS1302与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信，仅需用到三个口线:5引脚RES复位，6引脚I/O数据线，7引脚SCLK串行时钟。时钟/RAM的读/写数据以一个字节或多达31个字节的字符组方式通信。AT89S52的第33、32、29引脚分别连接到DS1302的5、6、7引脚，接线关系如图8所示。
【主权项】
1.一种基于多源信息融合的太阳能双轴跟踪系统，其特征是包括太阳能电池板、减速电机、光敏传感器、时钟电路、电源模块、单片机控制器；光敏传感器、时钟电路分别连接至单片机控制器，电源模块提供减速电机、光敏传感器、时钟电路、电源模块和单片机控制器所需的电源，单片机控制器连接至减速电机，减速电机连接至太阳能电池板；其控制步骤为: 步骤1:开始； 步骤2:读取当地的经玮度和当前时刻； 步骤3:计算出当前时刻对应的太阳高度角，方位角； 步骤4:当前时刻的高度角，方位角与单片机存储器中上一时刻高度角，方位角求差得高度角差Λ gama，方位角差Λ afa ； 步骤5:将高度角差Λ gama,方位角差Λ afa转化为相应控制高度角电机和方位角电机的转换度数； 步骤6:驱动方位角电机，高度角电机到相应的位置； 步骤7:更新单片机存储器里的高度角和方位角； 步骤8:判断光敏传感器检测当前太阳能电池板是否垂直； 步骤9:若没有垂直，则通过光敏传感器检测光电偏差，并驱动方位角电机和高度角电机微调，直到达到垂直； 步骤10:若垂直，则返回。
【专利摘要】一种基于多源信息融合的太阳能双轴跟踪系统，包括太阳能电池板、减速电机、光敏传感器、时钟电路、电源模块、单片机控制器；光敏传感器、时钟电路分别连接至单片机控制器，电源模块提供减速电机、光敏传感器、时钟电路、电源模块和单片机控制器所需的电源，单片机控制器连接至减速电机，减速电机连接至太阳能电池板。本发明综合了光电检测追踪和视日运动轨迹追踪两种方式的优点，巧妙的将两种追踪方式结合在一起，使得系统更加准确和稳定。系统操作简单，实用性强，只需短短几步便可以投入运行，尤其适合在移动平台上对太阳进行追踪。
【IPC分类】G05D3/12
【公开号】CN104932560
【申请号】CN201510362212
【发明人】聂晓华, 聂昊瑶, 曾俊杰, 雷振华
【申请人】南昌大学
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年6月26日