代码收藏家技术教程 2024-05-15

太阳能逐日追光系统设计（基于单片机）【毕设课设】

摘要：

本文介绍了基于STC15系列单片机的太阳能逐日追光系统的设计方案。系统通过4个光敏模块采集光线信息，利用单片机自带的AD转换功能判断不同方向的光照强度，并通过控制两路舵机来调整太阳能电池板的角度，实现逐日追光功能。本设计使用立创EDA（专业版）进行原理图绘制，涵盖了主控电路、显示接口电路、电源电路、LED显示电路、电压采集电路、舵机接口电路、独立按键电路以及光敏模块采集电路等关键部分。

一、系统概述

太阳能逐日追光系统旨在通过自动调整太阳能电池板的角度，使其始终面向太阳，从而最大化地吸收太阳能。本系统采用STC15系列单片机作为主控，结合光敏模块和舵机驱动，实现智能化追光控制。

二、硬件设计

主控电路：以STC15系列单片机为核心，负责接收光敏模块的信号、处理数据并控制舵机转动。
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。
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。
LED显示电路：用于指示系统的工作状态，如电源状态、舵机转动状态等。
电压采集电路：通过单片机自带的AD转换功能，采集4个方向的太阳能电池板电压，判断光照强度。
舵机接口电路：用于连接并控制两路舵机，实现太阳能电池板的角度调整。
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。
光敏模块采集电路：利用4个光敏模块采集不同方向的光线信息，为单片机提供决策依据。

三、软件设计

软件设计主要包括初始化程序、光敏模块数据采集程序、AD转换程序、舵机控制程序以及按键处理程序等。通过编写这些程序，实现系统的自动追光功能，并根据用户需求进行手动控制或参数设置。

四、原理图绘制

使用立创EDA（专业版）进行原理图绘制，确保电路设计的准确性和可靠性。在绘制过程中，遵循电子设计规范和标准，优化布局和走线，提高电路板的性能和可维护性。

五、系统测试与调试

完成硬件制作和软件编程后，对系统进行全面的测试和调试。包括电路板的功能测试、光敏模块的灵敏度测试、舵机的转动精度测试等。通过调试和优化，确保系统的稳定性和性能达到预期要求。

六、总结与展望

本文介绍了一种基于STC15系列单片机的太阳能逐日追光系统的设计方案。通过合理的硬件设计和软件编程，实现了智能化追光功能，提高了太阳能的利用率。未来，可以进一步优化算法和电路设计，提高系统的响应速度和精度，以适应更广泛的应用场景。

#include "oled.h"
#include "oledfont.h"  	 			   
void delay_ms(unsigned int ms)
{                         
	unsigned int a;
	while(ms)
	{
		a=1800;
		while(a--);
		ms--;
	}
	return;
}
#if OLED_MODE==1
//向SSD1106写入一个字节。
//dat:要写入的数据/命令
//cmd:数据/命令标志 0,表示命令;1,表示数据;
void OLED_WR_Byte(u8 dat,u8 cmd)
{
	DATAOUT(dat);	    
	if(cmd)
	  OLED_DC_Set();
	else 
	  OLED_DC_Clr();		   
	OLED_CS_Clr();
	OLED_WR_Clr();	 
	OLED_WR_Set();
	OLED_CS_Set();	  
	OLED_DC_Set();	 
} 	    	    
#else
//向SSD1306写入一个字节。
//dat:要写入的数据/命令
//cmd:数据/命令标志 0,表示命令;1,表示数据;
void OLED_WR_Byte(u8 dat,u8 cmd)
{	
	u8 i;			  
	if(cmd)
	  OLED_DC_Set();
	else 
	  OLED_DC_Clr();		  
	OLED_CS_Clr();
	for(i=0;i<8;i++)
	{			  
		OLED_SCLK_Clr();
		if(dat&0x80)
			{
		   OLED_SDIN_Set();
			}
else
		   OLED_SDIN_Clr();
				OLED_SCLK_Set();
		dat<<=1;   
	}				 		  
	OLED_CS_Set();
	OLED_DC_Set();   	  
} 
#endif
	void OLED_Set_Pos(unsigned char x, unsigned char y) 
{ 
	OLED_WR_Byte(0xb0+y,OLED_CMD);
	OLED_WR_Byte(((x&0xf0)>>4)|0x10,OLED_CMD);
	OLED_WR_Byte((x&0x0f)|0x01,OLED_CMD); 
}   	  
//开启OLED显示    
void OLED_Display_On(void)
{
	OLED_WR_Byte(0X8D,OLED_CMD);  //SET DCDC命令
	OLED_WR_Byte(0X14,OLED_CMD);  //DCDC ON
	OLED_WR_Byte(0XAF,OLED_CMD);  //DISPLAY ON
}
//关闭OLED显示     
void OLED_Display_Off(void)
{
	OLED_WR_Byte(0X8D,OLED_CMD);  //SET DCDC命令
	OLED_WR_Byte(0X10,OLED_CMD);  //DCDC OFF
	OLED_WR_Byte(0XAE,OLED_CMD);  //DISPLAY OFF
}		   			 
//清屏函数,清完屏,整个屏幕是黑色的!和没点亮一样!!!	  
void OLED_Clear(void)  
{  
	u8 i,n;		    
	for(i=0;i<8;i++)  
	{  
		OLED_WR_Byte (0xb0+i,OLED_CMD);    //设置页地址（0~7）
		OLED_WR_Byte (0x00,OLED_CMD);      //设置显示位置—列低地址
		OLED_WR_Byte (0x10,OLED_CMD);      //设置显示位置—列高地址   
		for(n=0;n<128;n++)OLED_WR_Byte(0,OLED_DATA); 
	} //更新显示
}


//在指定位置显示一个字符,包括部分字符
//x:0~127
//y:0~63
//mode:0,反白显示;1,正常显示				 
//size:选择字体 16/12 
void OLED_ShowChar(u8 x,u8 y,u8 chr)
{      	
	unsigned char c=0,i=0;	
		c=chr-' ';//得到偏移后的值			
		if(x>Max_Column-1){x=0;y=y+2;}
		if(SIZE ==16)
			{
			OLED_Set_Pos(x,y);	
			for(i=0;i<8;i++)
			OLED_WR_Byte(F8X16[c*16+i],OLED_DATA);
			OLED_Set_Pos(x,y+1);
			for(i=0;i<8;i++)
			OLED_WR_Byte(F8X16[c*16+i+8],OLED_DATA);
			}
			else {	
				OLED_Set_Pos(x,y+1);
				for(i=0;i<6;i++)
				OLED_WR_Byte(F6x8[c][i],OLED_DATA);
				
			}
}
//m^n函数
u32 oled_pow(u8 m,u8 n)
{
	u32 result=1;	 
	while(n--)result*=m;    
	return result;
}				  
//显示2个数字
//x,y :起点坐标	 
//len :数字的位数
//size:字体大小
//mode:模式	0,填充模式;1,叠加模式
//num:数值(0~4294967295);	 		  
void OLED_ShowNum(u8 x,u8 y,u32 num,u8 len,u8 size2)
{         	
	u8 t,temp;
	u8 enshow=0;						   
	for(t=0;t<len;t++)
	{
		temp=(num/oled_pow(10,len-t-1))%10;
		if(enshow==0&&t<(len-1))
		{
			if(temp==0)
			{
				OLED_ShowChar(x+(size2/2)*t,y,' ');
				continue;
			}else enshow=1; 
		 	 
		}
	 	OLED_ShowChar(x+(size2/2)*t,y,temp+'0'); 
	}
} 
...部分程序

资料下载地址：

https://docs.qq.com/doc/p/ffc421513a628b30450ae742547c0b850456d7c8