基于STC89C51单片机实现光伏发电跟踪装置系统的技术研究
目录
摘要1
第一章绪论2
1.1研究的背景和意义2
1.2国内外的研究情况3
1.3论文的主要研究内容4
1.4本章小结5
第二章系统的总体设计5
2.1太阳跟踪方式5
2.2统总体设计要求及分析6
2.3本章小结7
第三章系统的硬件设计7
3.1单片机控制电路7
3.2光电转换电路设计11
3.3AD转换模块电路设计12
3.4步进电机驱动电路设计13
3.5单片机外围电路设计15
3.6统实物平台搭建16
3.7本章小结16
第四章系统软件设计17
4.1按键部分子程序17
4.2指示灯部分子程序17
4.3主程序模数转换18
4.4驱动电路子程序18
4.5AD电压采样子程序19
4.6本章小结19
第五章结论20
5.1总结20
5.2不足与进一步改进20
参考文献20
摘要
由于市场经济的飞速发展，所有资源都要超负荷工作，特别是电力、油气是主要替
代资源。目前我国的新能源中，风能是最具开发前景的一种。但由于风电在运行过程中
有很多弊端，所以其应用范围受到一定限制。其中一个重要原因就是它对环境造成严重
污染。另外，太阳能具备无环境污染、可再生、储能大、布局范围广、前景非常广阔等
优势。但是，太阳光的效率很低下，这种问题始终在影响和限制太阳光科技的推广与发
展。
在太阳光发电过程中，太阳能电池板受光面在太阳下的倾角，是决定太阳光发电效
果的一个关键因素。为了提高发电效率，必须对太阳能进行有效的探测，并适时调整光
照角。本统的设计原则是，将接收到的光信息首先转化为电信号,然后由单片机处理。
由单片机进行控制，再由双轴运动追踪统输出相应的数字信息，从而带动方向和高度
角度调整。
本文以STC89C51单片微型计算机为主要功能单位，针对单片微型计算机的基本特
性和实现所需要的功能，主要开展了硬件电路统设计的设计工作以及相应的软件。
关键词：太阳跟踪；单片机；光敏电阻；双轴跟踪统
第一章绪论
1.1研究的背景意义
能源是人们在经济生活和社会发展过程中所需要的基本物质，对推动经济效益的发
展有着中流砥柱的作用⑴。自1970年代以来，由于全球国民经济的稳步增长，再加上全
球对化石燃料能源的需要量激增，耗竭了煤炭、原油和燃气等不可再生能源，加剧了燃
料短缺。二零一九年全球化石燃料能源消耗增长率为过去十年平均增长率的两倍之多到
达了2.9%。虽然因为爆发的新型冠状病毒，引发化石燃料需求大幅下降，但是，今后
数十年，全球矿物燃料的能耗会逐步大幅增长（朱启南，汪芷蕾，2022）。过度使用矿
物燃料，不但造成了能源危机，同时还对人类健康构成了很多威胁，包括了温室效果、
酸雨和雾霾等污染问题（潘雨薇，陆游之，2023）⑵。
大部分的国家在面临能源匮乏和环境恶化的时候都采取了相应的对策。中国推动新
再生能源替代传统的电力、原油、燃气等二次能源，从此处可见微新能源项目主要有风
电、太阳能、水力和核电等。太阳光是一个洁净、无污染的新能源，比较其它再生能源
有着得天独厚的优点，太阳光资源在全球范围内分布广泛，其总的辐射资源极其丰富,
充分利用太阳能，可以解决环境污染问题和缓解能源危机（魏涵，宋佳怡，2021）⑶。
因为太阳光强度会根据不同天气和时间段的改变而改变，但在现实应用中太阳能电
池板通常采取固定放置方式，而且，它的视角也不会随着日照的强弱而变化，所以它的
作用就会大打折扣，而使用太阳光追踪统，则可以有效地提高太阳能的利用率。根据
研究人员所说，在相同的利用太阳能的统中，自动跟踪太阳能统的利用效率要比传
统的固定太阳能统高出近三成（贺启南，吴美玲，