摘要：太阳能光伏发电技术是一种由太阳能电池板以及能量转换电路组成，可以将太阳光能转变为电能的新能源发电技术。光伏发电技术十分受到世界各国的重视，目前，光伏发电的应用几乎遍及所有用电设施与领域。但在太阳能光伏发电领域，有一个较大的缺陷存在，就是发电效率低的问题，因此如何尽可能提高光伏发电的效率，成为了目前世界范围内学者和研究人员的的研究热点之一。

本项目提出的解决方案是，对太阳方位的变化进行自动跟踪，就是先检测不同时段太阳位置的不同，然后利用系统计算控制策略，并驱动电机调整电池板的角度，进而实现对太阳光的追踪。数据显示，在相同环境下，太阳方位自动跟踪系统比传统的定角度光伏发电系统的总产电量有35%左右的提升，因此可以大幅提高太阳能的利用率。本次毕业设计选择使用光电跟踪方式，利用四象限光敏电阻来检测太阳的运动方位，基于STC89C52单片机控制整个系统，改变步进电机前后运动，使太阳的运动可被太阳能电池板跟踪。该跟踪方法可视为一种闭环控制，当四象限光敏电阻收到光照强度不同时，将产生并且输出与太阳光强成正比的光电流，此光电流经过跟随器与AD转换器后输入给单片机内部，用于控制机构做出相应运动。并且光敏电阻数据会全部显示在LCD液晶显示屏上。

关键词：光伏发电  单片机  光敏电阻  方位跟踪  LCD1602

目录

摘要

Abstract

1.绪论-1

1.1 课题研究背景及意义-1

1.2 本文主要工作-1

2.系统硬件设计-3

2.1 整体硬件结构设计-3

2.2 单片机控制模块电路设计-3

2.2.1 STC89C52简介-3

2.2.2 STC89C52单片机最小系统-4

2.3 数据采集模块电路设计-5

2.3.1 四象限光敏电阻电路-5

2.3.2 ADC0832模块-6

2.3.3 ADC0832的时序原理-7

2.3.4 SHT11温湿度传感器-8

2.4 液晶显示模块电路设计-9

2.4.1 LCD1602简介-9

2.4.2 LCD1602硬件设计-10

2.4.3 LCD1602的控制原理-10

2.5 步进电机模块电路设计-12

3.系统软件设计-14

3.1 软件开发环境简介-25

3.2 系统编程流程图-25

3.3 光强数据采集程序-25

3.4 温湿度数据采集程序-25

3.5 液晶显示程序-25

3.6 步进电机驱动程序-25

3.7 主程序设计-25

4.系统软件仿真-25

4.1 仿真开发环境简介-25

4.2 系统整体仿真设计-25

4.3 仿真结果分析-26

5.系统硬件调试-29

5.1 单片机最小系统及LED液晶显示屏-29

5.2 步进电机驱动模块-30

5.3 太阳能电池板电路焊接及供电电源-31

5.4 双自由度电机结构-32

5.5 最终测试-33

6.总结-36

7.致谢-38

参考文献-40

附录-41