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太阳能自动追光系统的设计.doc

上传人:精**** 文档编号:2507779 上传时间:2024-05-30 格式:DOC 页数:33 大小:580.54KB
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1、目 录摘要1关键词1Abstract1Key words1引言21 太阳能自动追光系统总体设计方案31.1 太阳运行规律31.2 跟踪器机械实施部分比较选择31.3 本课题机械设计方案51.4 跟踪方案比较选择61.5 本设计跟踪方案82.1 太阳能自动追光系统机械设计方案82.2 齿轮选择82.3 底座设计102.4 中心轴选择112.5 轴承选择112.6 抗风性分析123 控制系统设计133.1 系统总体结构133.2 光电转换器143.3 步进电动机143.4 单片机及其外围电路163.5 系统步骤图194 系统软件步骤及调试204.1 主控制模块软件设计204.2 光电跟踪模块程序设

2、计214.3 视日运动轨迹跟踪模块程序设计224.4 试验观察数据分析235 结论24参考文件26致谢27太阳能自动追光系统设计机械电子工程专业学生 韦忠爽指导老师 侯建华摘要:现在,太阳能利用装置放置位置大多是固定不变,而一天当中太阳和太阳能利用装置相对位置是时刻改变,这也就无法确保太阳能利用装置时刻受到阳光直射,从而使太阳光能利用率大大降低。为了提升太阳能利用率,设计一个循日追光系统,使太阳能利用装置最大程度利用太阳光能。本文对太阳能跟踪系统进行了机械设计和自动跟踪系统控制部分设计,机械部分分设计关键是经过步进电机1、步进电机2共同工作实现对太阳跟踪;控制部分设计是基于单片机自动控制系统,

3、采取光电检测追踪模式,配合机械装置使系统愈加稳定,提升了系统追踪精度。关键词:太阳能;循日追光;步进电动机;单片机The Design of Automatic Tracking SystemStudent majoring in Mechanical and electrical engineering Li YanTutor Hou JianhuaAbstract: At present, the solar energy utilization device placed most of the position is fixed ,but the sun and solar energ

4、y utilization of the relative position of the device is ever-changing in the day , this is to guarantee the solar energy utilization device moment is direct sunshine , so that the sun light energy utilization greatly reduced . In order to improve the utilization rate of solar energy, design a system

5、 of solar tracking, to make solar energy utilization device maximum use of the sun light energy .The solar tracking system of the mechanical part and control system part are designed. The mechanical part design is to realize the sun tracking through the joint work of stepper motor1and stepper motor

6、2; the control part design is the automatic control system based on single chip, using photoelectric detection tracking mode, with the mechanical device to make the system more stable, improve the system tracking accuracy.Key words: Solar Energy;Solar Tracking;Stepper Motor;SCM引言伴随经济发展和社会进步,自然资源被人为任

7、意开发和利用,面临枯竭境地,人类生活环境在大量自然资源使用过程中面临巨大威胁,因为人类对自然资源需求越来越高,所以,寻求可替换新能源成为当务之急。太阳能是一个洁净环境保护而且取之不尽用之不竭可再生新能源,伴随社会经济可连续发展这种趋势,太阳能在人类生活中起到越来越关键作用。于是,合理开发并提升太阳能利用率含有很关键意义。众所周知,太阳在一天中位置由东向西发生着改变,而现在太阳能利用装置摆放位置大多是固定不变,这也就无法使太阳能利用装置时刻正对着太阳,太阳光也就无法时刻直射到其上面。所以,本文设计了一个自动循日智能型太阳能追光系统,使太阳能利用装置最大程度提升太阳能利用率。自动追光系统以AT89

8、C51单片机为基础,工作可靠稳定,能够正确追踪太阳,使太阳光在一天当中一直直射到太阳利用装置上,最大程度提升太阳能利用率。此装置利用广泛,可在太阳能发电站、太阳能电池、太阳能路灯、太阳能热水器等方面使用。1 太阳能自动追光系统总体设计方案1.1 太阳运行规律太阳在一天中位置改变是周期性,是能够被估计。因为地球自转和地球绕太阳公转,使太阳相对于地面物体是运动。因为地球极轴和黄道天球极轴存在27度夹角,使得太阳赤尾角在十二个月当中发生改变。夏至时赤纬角最大为23度27分,并开始减小;到秋分时赤纬角又变为0,并继续减小;冬至时这个角为23度27分,然后逐步增大,到春分时变为0并继续增大,直到夏至,另

9、一个改变周期开始。1.2 跟踪器机械实施部分比较选择分析考虑成本、跟踪器机械实施部分等各方面问题,有以下多个跟踪器。(一) 陀螺仪式跟踪器12aBC北 南东 北1-马达 2-马达 -传动箱 -传动箱 a-接收器 B-环形支架 C-支架图1-1 陀螺仪式跟踪器跟踪器所含有结构:传动箱安装在支架上,并将其固定;马达1安装在传动箱上,传动箱内部是由蜗杆、蜗轮组成运动副,马达1输出轴连接蜗杆,环形支架安装在支架上面(环形支架相对于支架能够转动),传动箱输出轴连接环形支架,传动箱固定安装在环形支架上,马达2安装在传动箱上,传动箱内也是由蜗杆、蜗轮组成运动副。马达2输出轴连接蜗杆,接收器安装在环形支架上面

10、(接收器相对于环形支架能够转动),传动箱输出轴连接接收器1。 跟踪器朝向安装有很多个选择,依据图中所表示安装,跟踪器实施标准以下:当太阳光线偏离发生时,所述控制部分会发出信号,此信号会驱动马达2带动传动箱中蜗轮蜗杆旋转,驱动接收器输出相对于支撑环旋转,跟踪太阳从东到西运动,在同一时间,控制部分发出信号驱动马达1带动传动箱中蜗杆和蜗轮旋转,第二次输出带动环支撑架和接收器旋转,跟踪太阳北部和南部方向运动,从而最终实现两个方向太阳跟踪。 系统优势:跟踪机构结构简单。追踪在两个方向上,使用蜗杆和蜗轮副传动,传动比大,结构紧凑,能够使用小功率电动机,且同一时间,使用小功率电动机,不仅降低能源成本和制造成

11、本,而且提供足够电力;蜗杆蜗轮对自锁性能好,可防风防雨。结构紧凑,运动空间是很大。传动装置安装在传动箱,受到了良好保护,提升了设备使用寿命。(二) 齿圈转动式跟踪器a21DB2B1A1-马达 2-马达 -小齿轮 -小齿轮 a-接收器 A-主轴 B1-齿圈 B2-齿圈 D-转动架图1-2 齿圈转动跟踪器该机构结构:马达1输出轴和小齿轮连接并将马达1固定在支架上,小齿轮和齿圈B1相啮合且齿圈B1连接到安装在支架上主轴,而马达2安装在主轴前部一块板上,马达2输出轴连接小齿轮,小齿轮和连接着转动架齿圈B2啮合,且转动架安装在主轴上2。机构实现自动跟踪原理:当太阳光线偏离发生时,控制部分所发出控制信号驱

12、动马达1,进而带动小齿轮转动,小齿轮会带动齿圈B1和主轴A转动;在同一时间,控制信号会驱动马达2带动小齿轮转动,进而小齿轮带动齿圈B2和转动架D转动,经过马达1、马达2共同努力实现对太阳方位角和高度角跟踪。 系统优势:该跟踪机构结构简单,成本低。在两个方向跟踪,全部利用齿轮副传输动力,在同一时间,使用功率较小马达,不仅传输足够大动力,而且降低了其能源成本和制造成本;尽管使用了半个齿圈,然而能在紧凑结构下取得了较大传动比。本系统结构紧凑,运动空间是很大。(三) 立柱转动式跟踪器该跟踪器所含有结构:将在底座上固定好大齿轮和小齿轮啮合,且小齿轮和马达1输出轴连接,主轴和它支撑轴承分别安装在底座上面。

13、在转动架上将马达1固定好,在主轴上将转动架和支架全部固定好,将接收器、马达2相继安装在支架上面,马达2输出轴和接收器相互连接 3。跟踪器所实现自动追循原理:当太阳光线发生偏离时,控制部分将控制信号发出,来驱动马达1带动小齿轮转动,因为大齿轮是固定,那么小齿轮不仅自转,而且绕大齿轮旋转,带动转动架转动,同时将固定在转动架上主轴、支架和接收器也发生对应转动;在同一时间,经过控制信号来驱动马达2,而且带动接收器转动,经过马达1和马达2共同努力来实现对太阳方位角和高度角跟踪。aAE12CF1E2D1-马达 2-马达 a-接收器 A-主轴 C-支架 D-转动架 E1-大齿轮 E2-小齿轮 F-底座图1-

14、3 立柱转动式跟踪器 系统优势:该跟踪机构结构简单,成本低。对于方位角跟踪,利用齿轮副传输动力,在同一时间,使用功率较小马达,不仅传输足够大动力,而且降低了其能源成本和制造成本。它结构紧凑,刚度较高,传动装置安装在转动架下,受到了良好保护,有利于提升它寿命。1.3 本课题机械设计方案图1-4为机械设计方案,该机构结构:在支架上马达1固定好,马达1输出轴和小齿轮1连接,小齿轮1和大齿轮啮合。把齿轮连接到主轴上,将主轴固定安装在支架上,在主轴前端板上将马达2安装,马达2输出轴和小齿轮2相啮合,小齿轮2和齿圈是啮合,齿圈连接着太阳能板,在主轴上将旋转框架安装。图1-4 本课题机械设计方案机构所要实现

15、自动跟踪原理为:若太阳光线位置发生偏离时,控制信号将会驱动马达1而且带动小齿轮1进行工作,进而小齿轮带动大齿轮和主轴工作;在同一时间,控制信号驱动马达2带动小齿轮2工作。小齿轮2带动齿圈和太阳能板工作,经过马达1和马达2共同努力完成对太阳方位角和高度角跟踪。1.4 跟踪方案比较选择现在采取跟踪太阳方法有很多:(1)视日运动轨迹跟踪;(2)光电跟踪4。简单介绍一下这两种跟踪方案。(一) 光电跟踪采取一级传感器跟踪方法是传统光电跟踪,这种跟踪系统由控制组件、跟踪头、和位置检测器组成5。1-5中所表示跟踪系统框图。位置检测器关键由经过选定光敏传感器组成。控制部分关键是接收来自位置检测到微弱信号,然后

16、经过放大后送到跟踪头,其实跟踪头为跟踪装置实施元件。 控制组件 跟踪头功效+ 放大器1镜子减速器电机放大器2 位置检测器测速机云遮切换装置图1-5 跟踪系统框图象限光电转换原理以下图所表示,接下来对五象限法太阳跟踪仪做一简单介绍。在半径为R /2小圆外面包围一个半径为R大圆,将两圆之间圆环分为四个象限。每个象限边界线和X轴均成为45度,小圆为第V像限6。 II III I IV图1-6 五象限光电转换器原理在上述5个象限中为跟踪定位测向象限,V象限为主测象限。将5枚性能、面积、参数相同光电池安装在所设计5个象限内时,一旦阳光照射到5枚光电池上时会产生光电流,这时光电流强度和光强度成正百分比关系

17、。为了正确测量,在光电池前面放置可调整光学镜筒,把凸透镜放在镜筒前,透镜安装在镜筒外侧边缘,图1-7中示出。当光线穿过透镜照到镜筒底部5枚光电池时,调整筒长度,使光斑完全覆盖5枚光电池。当太阳光和光轴形成某一角度时,光线经过透镜照射到5枚光电池时,所形成光斑将会发生偏移,在这么条件下,光斑不能完全覆盖在光电池上,所以生成光电流不全相同。将经过一系列处理光电流差输送给跟踪头,此时驱动电机开始动作,来调整所述跟踪装置,直到光电池输出光电流相同,这个时候太阳光线平行于透镜光轴,而驱动电机没有发生动作。安全、可靠是测量跟踪装置必需问题,该设备采取V象限主测光电池方法进行光强度测量和判定,使设备在晚间停

18、止工作。将电压V1和外来控制电压V2进行对比,可选择合适V1控制测量所需跟踪设备工作现实状况,在夜间,当V2V2,设备开始正常工作。图1-7 镜筒结构光电池透镜光轴从理论上讲,筒越长,光电池灵敏度系数就越高,不过筒长度和透镜之间参数也有存在关系,不可能没有限制增加。通常,它是取10 - 30厘米最好。传感器精度高低决定了系统位置精度,所以很轻易实现高精度跟踪装置。不过,当云覆盖很长一段时间,或当太阳刚升起清晨,太阳光线和透镜光轴之间角度超出一定夹角范围,因为镜筒结构限制,透镜聚焦光点不能被光电池捕捉到,这时跟踪装置便无法跟踪太阳,甚至引发实施机构错误动作。所以该跟踪装置只能在一定角度范围内实现

19、高精度跟踪,其跟踪范围和镜筒结构相关。(二) 视日运动轨迹跟踪太阳跟踪装置采取地平坐标系统是相对直观,方便可行,而且操作性强,但对一个轨迹坐标计算是没有具体计算公式问题。而且在一天中任何时刻,赤道坐标系中赤纬角和时角在相对运动中具体角度却是严格已知,在同一时间,赤道坐标系和水平坐标系统是亲密相和地球运动相关,然后经过天文三角形之间关系式能够得到太阳和观察者位置之间关系。依据太阳轨迹算法分析,太阳轨迹位置,是由观察点位置和标按时间来确定。在全球定位系统(GPS)应用中,能够为系统提供高精度地理经度和纬度,和当地时间,控制系统则依据提供地域和时间参数来确定即时太阳位置,确保正确定位和跟踪系统高精度

20、及高靠性。在设置跟踪地点和基准零点后,控制系统能够自动操作依据水平坐标公式太阳能高度角和方位角太阳。然后控制系统依据太阳轨迹角每分钟改变驱动信号,实现跟踪装置二维旋转角度和方向改变。日落以后,停止跟踪,跟踪设备依据原来轨道路线回到基准零点。所以,能够看出,跟踪处理方案,不管是什么算法,这种算法过程是很复杂,伴随计算量增大会增加系统成本。跟踪开环系统,无角度反馈值,所以为了实现高精度跟踪要求,不仅对机械结构加工水平有较严格要求,而且和仪器安装是否正确有亲密关系。必需要求在工程机械结构加工精度中有足够高生产。初始化安装时,仪器中心南北线和观察点地理南北线要求重合。而且,用仪器底部水平准直仪将底面和

21、地面保持水平,使仪器高度角处于地面水平面内。1.5 本设计跟踪方案光敏电阻光强比较法。光敏电阻被选为本设计光敏器件。光敏电阻特点是它阻值伴随光照强大小发生改变,利用这种特点,把两个完全相同光敏电阻分别放置于一块电池板东西方向底部边缘。假如太阳光线垂直照射太阳能电池板时,那么两个光敏电阻接收到光照是一样,所以它们阻值是相同,此时电机是不转动。不过太阳光方向和电池板垂直方向有一定夹角时,则接收光比较多光敏电阻阻值降低,驱动电动机发生转动,一直到光敏电阻产生相同光照强度,这种形式称为光敏电阻光强比较法。2 机械设计部分2.1 太阳能自动追光系统机械设计方案本设计方案采取1.3所述方法对机械部分进行分

22、析设计,并对齿轮、底座、轴承、中心轴、轴承等关键部件材料选择,尺寸计算进行分析校核,对机械部分抗风性进行系统分析。2.2 齿轮选择(一) 材料选择 选择直齿圆柱齿轮传动7。太阳能自动旋转装置为通常工作机器,速度不高,故选择7级精度(GB 1009588)。小齿轮材料选择40Cr(调质),硬度为280HBS,大齿轮材料选择45钢(调质),硬度为240HBS。(二) 尺寸计算初选模数m=4mm,中心距a=260,转动比i=4。通常齿轮齿数Z1=25,分度圆螺旋角=8到15度 。初选齿轮齿数Z1=25,分度圆螺旋角=10度,则齿轮齿数Z2=iZ1=425=100。分度圆直径: 小齿轮直径 , 取d1

23、=100mm。大齿轮直径 ,取d2=405mm。 (2-1)取齿宽系数=1.2b=1.2100=120则取大齿轮宽度b2=120,小齿轮宽度b1=125。齿顶高 (2-2)齿根高 (2-3)齿高 (2-4)(三) 校核计算查文件8表12.9得使用系数KA1.35。 查文件8 图12.9得动载系数KV=1.1。 查文件8表12.10得齿间载荷分配系数KHa 。 Ft=2T1/d1=22104=400NkAFt/b=1035400/120=405N/mm (2-5)=1.88-3.2(1/Z1+1/Z2)cos=1.88-3.2(1/25+1/100)cos10=1.72Zz=(4-)/3 =0.

24、87KH=1/Z2=1.32式中-圆周力;-端面重合度;-重合度系数。载荷系数K K=KAKVKHKH (2-6) =1.351.11.321.45=2.84查文件8表12.12得弹性系数189.8。查文件8图12.16得节点区域系数2.5 。查文件8表12.14得接触最小安全系数为1.25。 总工作时间Th=103602=7200h。应力循环次数107NL109 (2-7)原估量应力循环次数正确。 (2-8)接触寿命系数ZN:查文件8图12.18得 =1.2 , =1.3 。 许用接触应力 (2-9)验算许用接触应力 (2-10)计算结果表明,接触疲惫强度较为适宜,齿轮尺寸无需调整。2.3

25、底座设计底座材料选择45钢9,底座要有足够支撑强度,同时也要满足尽可能节省材料,所以,选择用焊接法组合底座。设计结构图2-1所表示。图2-1 底座2.4 中心轴选择(一) 尺寸设计 选择轴直径为30mm,长度为400mm。轴材料选择45钢,并进行调质处理。(二) 轴校核可知材料强度极限:b =598MPa,屈服极限:s = 353MPa10。又45钢是塑性材料,所以,要用屈服极限s来校核。设横截面受力F大约为70KN。材料截面积为:S=r=706.5mm。 =F/S=99.1MPae(2) 初步计算当量动载荷P,P=fp(XFr+YFa) 因为轻微冲击,所以载荷系数fp=1.01.2,取fp=

26、1.2。同时可得X=0.56,Y值需在已知型号和基础额定静载荷Co后才能求出。现暂选一近似中间值,取Y=1.5,则P=1.2(0.5615001.55500)=10908N(3) 求轴承应有基础额定动载荷值 C=P 60nLh/10=48758.76N (2-11)(二) 轴承2选择 该支承依据工作条件决定选择深沟球轴承,轴承径向载荷Fr=5500N,轴向载荷Fa=2700N,轴承转速n=300r/min,装轴承处轴颈直径为大约25mm,运转时有轻微冲击,预期计算寿命Lh=5000h。 (1) 求比值Fa/Fr=2700/5500=0.49e (2) 初步计算当量动载荷P,P=fp(XFr+Y

27、Fa) 因为轻微冲击,所以载荷系数fp=1.01.2,取fp=1.2。同时可得X=0.56,Y值需在已知型号和基础额定静载荷Co后才能求出。现暂选一近似中间值,取Y=1.5,则P=1.2(0.5655001.52700)=8556N (3) 求轴承应有基础额定动载荷值C=P 60nLh/10 =38245.32N2.6 抗风性分析(一) 底座上螺钉校核危险截面面积 (2-12)螺钉应力副 (2-13)选择螺钉性能等级5.6级 则 (2-14)螺钉疲惫极限 (2-15)极限应力幅 (2-16) (二) 轴校核判定危险截面主轴端面往下170mm处材料选择45钢调质 。对称循环疲惫极限 (2-17)

28、脉动循环疲惫极限 (2-18)等效系数 (2-19)截面上应力 有效应力集中系数表面状态系数尺寸系数弯曲安全系数设为无限寿命,k=1 (2-20)轴强度满足要求。3 控制系统设计3.1 系统总体结构传感器光电转换单片机驱动器步进电机电源图3-1 系统总体结构此系统由步进电机、光电转换器、89C51系列单片机和对应外围电路等组成。太阳能电池板有两个自由度。控制机构将分别调整水平方向和垂直方向。单片机上电复位后,将使垂直方向处于旋转状态,单片机会判定采样进来电压信号,即两种可能电压有增大和减小,如电压是增大,则让电池板继续转动,一旦电压是减小,单片机会立即发出信号,让电机反转,实现跟踪太阳板。3.

29、2 光电转换器限位开关 VCC LM124 R1 R2 A U2A B U3A VCC图3-2 光电转换电路光电转换装置接收太阳光,将光信号转换成电信号,依据所采集到信号,由单片机分析得最终控制步进电动旋转和转一直达成太阳能电池面板,结果一直是垂直于入射光线,从而达成利用太阳能最高效率。选为光敏电阻为本文设计光敏器件。光电转换电路在下面图片中是其中一组,另一组是相同电路。当太阳光线正对太阳能板时候,光敏电阻R1、R2全部是高电阻,且 A、B两点电压是相等。四运放LM124输出电压也是相同,单片机收到信号差值为零,所以单片机不能控制电动机转动。假如阳光倾斜,使Rl被阳光射中呈低电阻状态,则A点电

30、位比B点点电位高。运算放大器U2A角色是一个电压跟随器,有缓冲、隔离、提升负载能力作用,保持稳定采样信号。U3A是减法器,A和B电压差值为其输出。因为在A和B之间电压差能够是正或负,而单片机输入电压值不能为负值,所以U3A正输入端接了个偏置电压电路,使U3A输出值一直是正值。3.3 步进电动机(一) 步进电动机介绍步进电机是将电脉冲转化为角位移开环控制实施机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号, 它就驱动步进电机按设定方向转动一个固定角度。所以很适合单片机控制,推进了步进电动机发展,步进电动机应用开辟了宽广前景。(二) 步进电机选择(1) 步进电机选择估量步进电机1所需要最大静力矩小于200N,

31、故选择57BYGH1001混合式步进电机。表3-1 57BYGH1001混合式步进电机型号电压(V)电流(A)电阻()最大静力矩(N.cm)机身长(mm)输出轴直径(mm)转动惯量(g.cm2)重量(kg)接线图57BYGH1001531.4200100101.56504.6(2)步进电机2选择估量步进电机2所需要最大推力小于N,故选择8700系列螺杆轴混合式步进电机。技术参数以下:1)线圈双极性,2)最大推力2270N,3)位移分辨率0.127mm,4)工作电压5V,5)相电流3.12Amps,6)相电阻1.6,7)相电感8.8 mH,9)功耗31.2W,10)最高温度130C,11)重量2

32、.3Kg,12)绝缘电阻20。步进电机电源 步进电机驱动器图3-3 步进电示意图(3)MT-2HB03M驱动器特点:双极驱动;驱动器工作电压12-40 V; 驱动电流0.8-3.5 A;用户可依据需要采取共阳极接法、共阴极接法或差分输入接法。共阳极接法:分别将CP+,U/D+,FREE+连接到控制系统电源上,假如此电源是+5V 则可直接接入,假如此电源大于+5V,则须外部另加限流电阻R,确保给驱动器内部光藕提供8-15mA 驱动电流。输入信号经过CP-加入。此时,U/D-,FREE-在低电平时起作用。共阴极接法:分别将CP-,U/D-,FREE-连接到控制系统地端(SGND,和电源地隔离),+

33、5V 输入信号经过CP+加入。此时,U/D+,FREE+在高电平时起作用。限流电阻R 要求和共阳极接法相同。差分输入接法:分别将CP-,U/D-,FREE-接差分信号负端、CP+,U/D+,FREE+接差分信号正端。其结构图3-5所表示:用户控制单元123456123412 ON 小 大MT-2HB03MAA-BB-VHGNDCP+CP-U/D+U/D-FREE+FREE-图3-5 MT-2HB03M驱动器3.4 单片机及其外围电路(一) AT89C51单片机 AT89C5l是一个低功耗、高性能8位单片机,且片内带有4K字节闪烁可编程可擦除只读存贮器,它采取ATMEL高密度非易失性存存放器技术

34、,而且和MCS-51指令集和输出管脚相兼容11。ATMELAT89C5l是一个高效微控制器,而且它含有功效强、灵活性高且价格合理特点,被很多嵌入式控制系统应用。它含有以下关键特征:4K字节可编程序闪烁存贮器(可擦写1000次);全静态工作频率:24MHz;三级程序存贮器锁定;128字节内部RMA;32可编程I/O线; 两个16位定时器/计数器;6个中止源;可编程全双工串行通道;片内时钟震荡器12 。 (1)结构框图AT89C5l结构框图图3-6所表示。 VCO P0.0- P0.7 P2.0- P2.7GND口2驱动器口0驱动器 PLASH存贮器口2锁存器口0锁存器RAMRAM地址寄存器ACG

35、地栈指针B程序地址寄存器TMP1TMP2缓冲器中止、串口和定时器块ALMPCPSW程序计数器定时控制指令寄存器DPTM口0锁存器口3锁存器GBC口3驱动器口1驱动器 P1.0- P1.7 P3.0- P3.7图3-6 单片机结构框图(2)AT89C51引脚:AT89C51引脚采取双列直插式封装(DIP)或方形封装。双列直插式封装图所表示,共有40个引脚,下面将对部分引脚进行以下说明13。Vcc:供电电压。GND:接地。XTAL1:反向震荡放大器输入和内部时钟工作电路输入。XTAL2:振荡器反相放大器输出端。RST:复位输入端。当振荡器复位器件时,保持RST脚两个机器周期高电平时间。P0口(PO

36、.0-PO.7):P0口是一个8位漏极开路双向I/0口。每脚可吸收8位TTL门电流,当P0口锁存器写“1”时,被定义为高阻抗输入。它能用于访外部程序数据时存放器,它被定义为地址/数据总线第八位。在对Flash编程时,PO口接收指令字节;而在FLASH验证程序时,则输出指令字节,此时P0外接上拉电阻。P1口(P1.0-P1.7):P1口为一个内部上拉电阻8位双向I/O口。Pl输出可驱动4个TTL输入。作输入口使用时,因为有内部上拉电阻,那些被外部信号拉低引脚会输出一个电流。在Flash编程和验证时,P1口作为第八位地址接收。P2口(P2.0-P2.7):P2口是一个带有内部上拉电阻8位双向I/O口。P2口输出缓冲器可驱动4个TTL输入。当P2口被写“1”时,因为内部上拉电阻,其管脚电位被拉高,且作为输入。作为输入时,那些被外部信号拉低引脚会输出一个电流。P2口在FLASH编程和验证时4,接收高八位地址信号和控制信号。 P1.0 1 40 Vcc P1.1 2 39 P0.0 P1.2 3 38 P0.1 P1.3 4 37 P0.2 P1.4 5 36 PO.3 P1.5 6 35 PO.4

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