基于单片机的太阳能逐日追光系统设计
**单片机设计介绍，基于单片机的太阳能逐日追光系统设计
文章目录
一 概要
二、功能设计
- 设计思路
三、 软件设计
- 原理图
五、 程序
六、 文章目录
一 概要
基于单片机的太阳能逐日追光系统设计概要如下：
一、系统概述
该系统利用单片机为核心控制单元，结合光敏模块、电机驱动模块、电源电路、显示接口电路等模块，设计了一款具有自动追光功能的太阳能逐日追光系统。该系统能够实时检测太阳光的方向，并驱动电机调整太阳能电池板的角度，使其始终面向太阳，从而提高太阳能电池板的能量转换效率。
二、系统组成
单片机控制模块：作为系统的核心控制单元，负责接收光敏模块采集的光线信息，并通过内部程序算法计算出太阳能电池板需要调整的角度。然后，单片机通过控制电机驱动模块来驱动电机转动，从而调整太阳能电池板的角度。
光敏模块：由多个光敏元件组成，用于采集不同方向的光线信息，并将这些信息转化为电信号传送给单片机。单片机根据接收到的电信号判断太阳光的方向，并据此调整太阳能电池板的角度。
电机驱动模块：用于驱动电机转动，从而调整太阳能电池板的角度。电机驱动模块接收来自单片机的控制信号，并根据信号控制电机的转动方向和速度。
太阳能电池板：将太阳能转化为电能的装置，是系统的能量来源。通过调整太阳能电池板的角度，使其始终面向太阳，可以最大化地提高太阳能电池板的能量转换效率。
电源电路：为系统提供稳定的电源，包括太阳能电池板供电和备用电源。电源电路需要确保在系统过程中，电源的稳定性和可靠性。
显示接口电路：用于连接显示屏，实时显示太阳能电池板的角度、光照强度等信息。通过显示屏，用户可以直观地了解系统的状态和性能。
独立按键电路：提供用户操作接口，用于手动控制或设置系统参数。通过按键电路，用户可以方便地对系统进行操作和控制。
三、工作原理
系统启动后，单片机通过光敏模块实时采集不同方向的光线信息，并根据这些信息计算出太阳能电池板需要调整的角度。然后，单片机通过控制电机驱动模块来驱动电机转动，从而调整太阳能电池板的角度。在调整过程中，单片机会不断地检测太阳能电池板的角度和光照强度，并根据实际情况进行微调，以确保太阳能电池板始终面向太阳。同时，系统还具备过冲保护、电量显示、远程控制等功能，以提高系统的安全性和易用性。
四、系统优势
自动化程度高：系统能够实时检测太阳光的方向，并自动调整太阳能电池板的角度，无需人工干预。
能量转换效率高：通过自动追光功能，使太阳能电池板始终面向太阳，从而最大化地提高能量转换效率。
操作简便：系统具备独立的按键电路和显示接口电路，用户可以通过按键进行手动控制或设置系统参数，同时实时了解系统的状态和性能。
安全可靠：系统具备过冲保护等功能，确保在异常情况下不会对太阳能电池板造成损坏。
五、应用场景
该系统适用于太阳能光伏发电系统、太阳能热水器等场景，可以提高太阳能设备的能量转换效率和利用率，降低能源消耗和环境污染。同时，该系统还可以作为教学实验设备，用于培养学生的实践能力和创新意识。
二、功能设计
文件夹内包含工程文件，可直接或者二次开发；
此设计可作为毕业设计和课程设计资料，包含原理图、程序代码（嵌入式类设计）、软件资料等等，非常完善；
设计思路
设计思路
文献研究法：搜集整理相关单片机系统相关研究资料，认真阅读文献，为研究做准备；
调查研究法：通过调查、分析、具体试用等方法，发现单片机系统的现状、存在问题和解决办法；
比较分析法：比较不同系统的具体原理，以及同一类传感器性能的区别，分析系统的研究现状与发展前景；
软硬件设计法：通过软硬件设计实现具体硬件实物，最后测试各项功能是否满足要求。
三、 软件设计
本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。在本科单片机设计中，设计电路使用的软件一般是Altium Designer或proteus，由于Altium Designer功能强大，可以设计硬件电路的原理图、PCB图，且界面简单，易操作，上手快。Altium Designer19是一款专业的整的端到端电子印刷电路板设计环境，用于电子印刷电路板设计。它结合了原理图设计、PCB设计、多种管理及仿真技术，能够很好的满足本次设计需求。
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仿真实现
本设计利用protues8.7软件实现仿真设计，具体如图。
Protues也是在单片机仿真设计中常用的设计软件之一，通过设计出硬件电路图，及写入驱动程序，就能在不实现硬件的情况进行电路调试。另外，protues还能实现PCB的设计，在仿真中也可以与KEIL实现联调，便于程序的调试，且支持多种平台，使用简单便捷。
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原理图
五、 程序
本设计利用KEIL5软件实现程序设计，具体如图。作为本科期间学习的第一门编程语言，C语言是我们最熟悉的编程语言之一。当然，由于其功能强大，C语言是当前世界上使用最广泛、最受欢迎的编程语言。在单片机设计中，C语言已经逐步完全取代汇编语言，因为相比于汇编语言，C语言编译与、调试十分方便，且可移植性高，可读性好，便于烧录与写入硬件系统，因此C语言被广泛应用在单片机设计中。keil软件由于其兼容单片机的设计，能够实现快速调试，并生成烧录文件，被广泛应用于C语言的编写和单片机的设计。
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六、 文章目录
目 录
摘 要 I
Abstract II
引 言 1
1 控制系统设计 2
1.1 主控系统方案设计 2
1.2 传感器方案设计 3
1.3 系统工作原理 5
2 硬件设计 6
2.1 主电路 6
2.1.1 单片机的选择 6
2.2 驱动电路 8
2.2.1 比较器的介绍 8
2.3放大电路 8
2.4最小系统 11
3 软件设计 13
3.1编程语言的选择 13
4 系统调试 16
4.1 系统硬件调试 16
4.2 系统软件调试 16
结 论 17
参考文献 18
附录1 总体原理图设计 20
附录2 源程序清单 21
致 谢 25