全天候太阳能自动跟踪系统设计+现状+原理图+源程序 第3页

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2  系统主控制器2.1主控制器的选用
本系统的主要控制器件采用89C52单片机。在51系列的单片机中，目前很流行一种内含flash程序存储器的单片机。因为内有flash程序存储器，可以通过编程器十分方便的写代码或擦除代码，擦除次数达10000次以上，而且还提供了禁止读写两层保密技术，其空间大小从1KB到64KB不等，有的甚至更大。这种芯片一般都提供了片上和在线修改的功能。该系列的芯片，创建的有138B或256B的片内RAM，当处理的数据不十分复杂时，一个芯片就组成了一个最小的单片机系统。89C5X型单片机既节省了数据线和存储器等外围器件，缩小了嵌如式系统的体积，又提高了工作的可靠性、开发的方便性和程序的保密性，其价格也便宜。
基于以上原因和这次研究系统的实际情况，选择该系列的89C52单片机作为水面打捞垃圾机器人的核心控制器件。
2.2控制器的介绍
目前有许多种类的微控制器，微控制器的组成与一般的计算机相同，其动作也由程序来完成。如图2-1所示的微处理器有输入、输出、存储、运算及控制功能，输入、输出仅由端口出入。在存储器以外可以追加外部存储器。如图虚线所包围的部分相当于一个微控制器
 图2-1  单片机的构成
微控制器在机器人中完成的主要功能是：首先，把由光传感器或超声波传感器、无线接收机取得的信号通过微控制器的输入端口读入。然后，根据存储器所存储的程序进行运算、控制，再将结果作为信号从输出端输出。输出信号通过电子电路使执行机构（电机、继电器）动作。在上述过程中，微控制器与电气电路之间的桥梁被称为接口，其任务是通过输入输出端口实现信号的进出。
微控制器根据写入存储器的程序产生不同的动作，而程序则是根据微控制器内部的“0”和“1”所组合成的二进制数进行操作。在电路中，二进制数“1”表示高电压状态，“0”表示低电压。换句话说，可将开关的状态变化表示为“0”和“1”两种方式，计算机通过许多种开关的组合来表示。2.3 AT89C522.3.1  89C52的特点
89C52是一种小型单片机。其主要特点为：采用Flash储存器技术，降低了制造成本；其软件、硬件与MCS-51完全兼容，其程序的电可擦特性，使得开发与试验比较容易。
图2-2  AT89C52引脚图
在引脚的驱动能力上，89C52具有很强的下拉能力。P1、P3的下拉能力均可达到20mA；相比之下，89C51/87C51的端口下拉能力最大只有15 mA，而且限定9脚电流之间要小于81 mA，这样，引脚的平均电流只9 mA。89C52驱动能力的增强，使得它可以直接驱动LED数码管。
对于一些不太复杂的控制电路，我们就可以增加少量元件来实现，例如，对温度的控制，过压的控制等。
2.3.2  89C52单片机的电源系统89C52有很宽的工作电源电压，当工作在3V时，电流相当于6V工作时的1/4。89C52工作于12MHZ时，动态电路为5.5mA，空闲态电流为1 mA，掉电状态电流仅为20nA。这样小的功耗很适合电池供电的小型控制系统。毕业论文http://www.youerw.com
2.3.3  89C52单片机的储存系统
89C52单片机内含有4K字节的Flash程序存储器，128字节的片内RAM，与80C31内部类似。由于52内部设计全静态工作，所以允许工作的时钟为0～20MHZ，也就是说，允许在低速工作时，不破坏RAM内容。相比之下，一般8031对最低工作时钟限制为3.5MHZ，因为其内部的RAM是动态刷新的。2.3.4   89C2051单片机的内部I/O控制89C52有32个I/O线，在内部I/O控制上继承了MCS-31的特征：5路三级中断源结构，1个全双工串行口，2路16位定时器/计数器。本文来自优'文.论-文"网
3  系统显示模块
3.1显示模块选用
显示模块有数码显示和液晶屏显示，显示同样字符，数码管占用单片机资源比液晶屏多很多，功耗也大很多。液晶显示模块已作为很多电子产品的通过器件，如在计算器、万用表、电子表及很多家用电子产品中都可以看到，显示的主要是数字、专用符号和图形。在单片机的人机交流界面中，一般的输出方式有以下几种：发光管、LED数码管、液晶显示器。发光管和LED数码管比较常用，软硬件都比较简单，在单片机系统中应用液晶显示器作为显示器件有以下几个优点：
 显示质量高  
由于液晶显示器每一个点在收到信号后就一直保持那种色彩和亮度，恒定发光，而不像阴极射线管显示器（CRT）那样需要不断刷新新亮点。因此，液晶显示器画质高且不会闪烁。
 数字式接口
     液晶显示器都是数字式的，和单片机系统的接口更加简单可靠，操作更加方便。
体积小、重量轻，液晶显示器通过显示屏上的电极控制液晶分子状态来达到显示的目的，在重量上比相同显示面积的传统显示器要轻得多。
 功耗低
相对而言，液晶显示器的功耗主要消耗在其内部的电极和驱动IC上，因而耗电量比其它显示器要少得多。
 字符的显示
用LCD显示一个字符时比较复杂，因为一个字符由6×8或8×8点阵组成，既要找到和显示屏幕上某几个位置对应的显示RAM区的8字节，还要使每字节的不同位为“1”，其它的为“0”，为“1”的点亮，为“0”的不亮。这样一来就组成某个字符。但由于内带字符发生器的控制器来说，显示字符就比较简单了，可以让控制器工作在文本方式，根据在LCD上开始显示的行列号及每行的列数找出显示RAM对应的地址，设立光标。   字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字、符号等点阵式LCD，目前常用16*1，16*2，20*2和40*2行等的模块。本系统采用1602字符型液晶显示器，图1，图2，图3分别是1602的实物，显示地址，字符代码与图形对应图。图3-1  液晶屏显示 
图3-2  1602LCD内部显示地址表3-1字符代码与图形对应图

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