点光源跟踪系统硬件设计(含软件)
基于ARM的光源跟踪系统的设计
信 号 ，采 用 交错 技 术 可 以显 著提 高 升压 转 换效 率 ， 利 用其输 出 电流峰 值可 达 ｌ Ａ和 可调 的 Ｐ ＷＭ 输 出
来驱动 Ｌ Ｄ灯 ，实现亮度可调节的光源发射。 Ｅ
踪技术受 到越 来越 多的关注 ，该技 术可应用于太阳 自动跟 踪等领 域 ，使 太阳能的利用率和吸收率更高 。 １２检 测 部 分 ． 传统的光源跟踪技术多 以单 片机 为控制核 心 ，其 检 测 部 分是 整 个 系统 的关键 ，决 定 了系统 跟 踪 的精 确度 ，电路 图如图 ２所示 ，由 ５ 光敏三极 个 管组成 ，其灵 敏度和稳 定性好 ，分别置 于可沿 固定 轴 翻转运 动的平 台上 ，形 成 １０ ２ 。圆弧形 切面 ，激
极管采集 、经放大和比较后 的光 源信号 ，控 制步进电机带动跟踪平 台运动 ，结合软件进行 相关 算法的运算控
制最 终实现对点光源 的 自动跟踪 。通过对 亮度 可调的光源发 生装置模拟太阳光照进行 的跟踪实验 ，结果表 明 该系统较传统 的单片机控制在跟踪速度和精度方面有很大提升 。
关键词： 光源跟踪 ；Ｌ Ｓ １ ；步进 电机 Ｍ３ ８ １ 中图分类号 ：Ｔ ２ ３ 文献标识码 ：Ａ Ｐ７
ｓ ｓ ｍ Ｓ Ｓｔ ｅ ＡＲＭ ｃｏ ｏ ｔｏ ｅ Ｍ ３ ８ ａ ｈ ｏ ｔｏ ｏ ｅ ｒ ｃ ｓ ｓｔ ｅ ｌ ｈ ｉｎ ｌｗｈ ｃ ｏ ｌｃ ｅ ｙ ｔ ｅ ｙｔ ｅ Ｕ ｅ ｈ ｍｉｒ ｃ ｎ ｒ Ｕ ｒＬ Ｓ １ ｓｔ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌｃ ｒ ；ｐ ｏ ｅｓ ｈ ｇ ｔｓ ａ ｉ ｈ ｃ ｌ ｔｄ ｂ ｈ １ ｅ ｉ ｇ ｅ
点光源追踪系统设计
点光 源追 踪 系统 设 计 米
李 超 王再 明 甘 铭 韦稳稳 刘 刚
（ 石理 工 学 院 电气 与 电子 信 息工程 学 院 ， 北 黄 石 ４５０ ） 黄 湖 ３０ ３
摘 要 ： 旨在设计一个模拟强点光源追踪装置 ， 以提高光源 的利用率 。装置 由模 拟强光源和光 源追 踪２ 部分构成。模拟强光源装置采用 Ｔ 公司的 Ｌ ３７组成可调恒流源装置控制 １Ｗ 高亮度 Ｌ Ｄ光 Ｉ Ｍ １ Ｅ 源， 并且使用电阻分流和 ＭＳ４ ０ ４ Ｐ３ ｆ ７内部 Ａ Ｃ采样数显 。追踪装置采用 Ａ ｍ ｌ １ Ｄ Ｔ ｅ 公司的 Ａ ｍ ｇｌ Ｔ ｅａ６高 性能 Ａ Ｒ单 片机作为主控芯片 ， Ｖ 将采集到的信号进行综合判别和处理 ， 然后控制舵机实现对光 源的 跟踪 ， 并可实现手动校准 。 关 键词 ： 点光源 ； 跟踪系统 ； 光敏 电阻 ；Ｔ ｅａ６ Ａ ｍ ｇ１
注， 如何 提高太 阳能资源 的利用效 率 已经成 为 当今 世 界 能 源 行 业 重 要 的 话 题 。本 系 统 旨 在 设 计 一 个 模 拟 强 点 光 源 追 踪 装 置 ， 提 高 光 源 以
的利用率 。装 置 由模 拟 强 光 源 和光 源追 踪 ２ 部分 构 成 。模 拟 强 光 源装 置 采 用 ， Ｉ ＇ 司 的 Ｉ公 Ｌ １ Ｍ３ ７组 成 可 调 恒 流 源 装 置 控 制 １Ｗ 高 亮 度
Ｌ Ｃ ａ ＷＡ ／ ｈｏ ＮＧ ｉ ｎ Ｚａ ｍｉｇ
Ｇ Ｎ Ａ
ＷＥＩ Ｗｅ ｗｅ Ｌ Ｕ ｎ ｎ ｎ Ｉ Ｇａ ｇ
（ｃｏ ｅｒａａ ｅｒ ｉＩｏ ａｏ Ｅｇｅｉ ， ｕｎ ｈＩｔ ｔｏＴ ｈｏｇ， ｕ ｇ ｉ ｕｅ４５０） Ｓ ｏｏＥ ｃｉｌｎ Ｅ ｔｎ ｆｍｔｎ ｎｎ ｒｇ Ｈａ ｓ ｓｕ ｎｏ Ｈ ａ ｓ ｂ ０３ ｈ ｌｆｌｔ ｄ ｌ ｏ ｃｎ ｒ ｉ ｉｅｎ ｃ ｃ ｇ ｉｎｉ ｅｆ ｅ ｌｙ ｎ ｈＨ ｉ３ ｔ ｃ
单片机太阳能跟踪系统设计
单片机太阳能跟踪系统设计摘要：本文介绍了一种基于单片机的太阳能跟踪系统的设计。
该系统通过使用光敏传感器和步进电机，能够实时跟踪太阳位置并自动调整太阳能电池板的方向，以最大程度地吸收阳光能量。
文章详细讨论了系统的硬件设计和软件编程，并进行了实验验证系统的有效性与稳定性。
引言：随着可再生能源的发展和应用，太阳能作为一种绿色能源正变得越来越普遍。
而太阳能电池板作为太阳能转换的核心装置，其工作效率直接受到太阳光照强度和入射角度的影响。
因此，设计一种能够实时追踪太阳位置的太阳能跟踪系统，对于提高太阳能电池板的能量转换效率具有重要意义。
1. 系统硬件设计1.1 光敏传感器光敏传感器是实现太阳位置检测的关键模块，其作用是测量光强度并转化为电信号。
在本设计中，采用光敏二极管作为光敏传感器，通过调整电路参数和选用适当的滤光片以提高传感器的灵敏度和稳定性。
1.2 步进电机步进电机是用于控制太阳能电池板偏转角度的执行器。
本设计中，选用具有较高精度和可控性的双相步进电机，通过调节步进电机的脉冲信号和相位控制信号，可以实现对太阳能电池板的精确调整。
1.3 控制电路控制电路是整个系统的核心部分，主要由单片机、驱动电路和电源组成。
单片机作为系统的主控制器，通过接收光敏传感器采集的信号，并经过一系列计算和判断，生成控制信号给步进电机实现调整。
驱动电路负责将单片机输出的信号转化为适合步进电机工作的电流信号，以驱动步进电机。
2. 系统软件编程2.1 信号采集与处理在软件编程阶段，首先需要进行光敏传感器信号的采集与处理。
通过ADC模块采集光敏传感器输出的电压信号，并借助数字滤波算法对其进行滤波和降噪处理，确保获取准确可靠的光强度数据。
2.2 太阳位置计算根据光敏传感器测量到的光强度数据，通过一定的数学模型和算法，可以计算出太阳的位置。
根据太阳位置的变化规律，可以判断出太阳的相对方位和倾角，从而确定太阳能电池板的调整方向。
2.3 步进电机控制根据太阳位置计算的结果，通过单片机输出的脉冲信号和相位控制信号，控制步进电机按照设定的步进角度和方向调整太阳能电池板的位置，使其始终面向太阳。
光电追踪系统的设计原理和实践
光电追踪系统的设计原理和实践光电追踪系统的设计原理和实践光电追踪系统是一种基于光电传感器和追踪算法的系统，可以实时监测和跟踪目标物体的运动轨迹。
它在许多领域有着广泛的应用，如自动驾驶、机器人导航和安防监控等。
本文将介绍光电追踪系统的设计原理和实践。
光电追踪系统的设计原理主要包括硬件和软件两个方面。
在硬件方面，系统使用光电传感器来接收光信号，并将其转换为电信号。
光电传感器通常采用光敏电阻、光电二极管或光电三极管等。
通过合理的电路设计和信号放大，可以提高光电传感器的灵敏度和抗干扰能力。
在软件方面，光电追踪系统需要进行目标的检测、识别和跟踪。
目标检测是指在图像或视频中找到目标物体的位置和大小。
常用的目标检测算法有Haar特征检测、HOG特征检测和深度学习等。
一旦目标被检测到，系统会使用跟踪算法来实时跟踪目标的位置和运动轨迹。
常见的跟踪算法有卡尔曼滤波、粒子滤波和相关滤波等。
这些算法可以根据目标的运动特征和环境条件，实现快速准确的目标跟踪。
在实践中，光电追踪系统的应用非常广泛。
例如，在自动驾驶中，光电追踪系统可以实时跟踪周围车辆和行人的位置和速度，从而实现自动驾驶车辆的安全行驶。
在机器人导航中，光电追踪系统可以帮助机器人识别和跟踪目标位置，实现自主导航和定位。
在安防监控中，光电追踪系统可以实时监测和跟踪可疑人员或物体的移动轨迹，提高安全性和保护效果。
然而，光电追踪系统也面临一些挑战和限制。
首先，光电传感器的灵敏度和分辨率会影响系统的跟踪精度和速度。
其次，环境因素如光照、背景干扰和目标遮挡等，也会对系统的性能产生影响。
此外，系统的实时性和算法的复杂度也是需要考虑的因素。
总结来说，光电追踪系统是一种基于光电传感器和追踪算法的系统，可以实现目标的实时监测和跟踪。
通过合理的设计原理和实践，光电追踪系统在许多领域有着广泛的应用。
然而，系统还面临一些挑战和限制，需要进一步研究和改进。
希望随着技术的发展和创新，光电追踪系统能够在更多的领域发挥其重要作用。
全国大学生电子设计竞赛 2021年TI杯模拟电子系统专题邀请赛试题
全国大学生电子设计竞赛 2021年TI杯模拟电子系统专题邀请赛试题全国大学生电子设计竞赛2021年ti杯模拟电子系统专题邀请赛试题宽带放大器（问题a）一、任务设计制造了一种5V单电源宽带低噪声放大器，输出50Ω电阻负载。
二、要求1.基本要求（1）限定采用高速运算放大器opa820id作为第一级放大电路，ths3091dDC-DC转换器tps61087drc作为末级放大电路，为末级放大电路供电；（2）放大器电压增益r40db(100倍)，并尽量减小带内波动；（3）在最大增益下，放大器的下截止频率不高于20Hz，上截止频率不低于5mhz；（4）在输出负载上，放大器的最大无失真输出电压峰值为≥ 10伏。
2.扮演角色（1）在达到40db电压增益的基础上，提高放大器上限截止频率，使之不低在10兆赫；（2）尽可能降低放大器的输出噪声；（3）当放大器的输入为正弦波时，可以测量放大器输出电压的峰值和峰值，并进行数字显示有效值，输出电压（峰峰值）测量范围为0.5～10v，测量相对误差小于5%；（4）其他。
三、评分标准项目系统方案理论分析与计算设计报告电路与程序设计测试方案与测试结果设计报告结构及规范性小计基本要求完成第（1）项完成第（2）项分数29883301210完成第（3）项完成第（4）项小计18105010201010小计总分50130完成第（1）项完成第（2）项发挥部分完成第（4）项完成第（3）项点光源跟踪系统（问题b）一、任务设计并制作了一个光源跟踪系统，可以检测并指示点光源的位置。
系统示意图如图1所示。
光源b使用单只1w白光led，固定在一支架上。
led的电流能够在150～350ma的范围内调节。
初始状态下光源中心线与支架间的夹角θ约为60o，光源距地面高约100cm，支架可以用手动方式沿着以a为圆心、半径r约173cm的圆周在不大于±45o的范围内移动，也可以沿直线lm移动。
在光源后3cm距离内、光源中心线垂直平面上设置一直径不小于60cm暗色纸板。
基于LM3S811单片机的LED点光源跟踪系统的设计
Ｋｅ ｏ ｄ ｙ ｗ ｒ ｓ： Ｌ ３ １ｓｎ ｌ—ｈｐ ｍ ｉｒ ｃ ｍｐ ｔｒ ＥＤ ｐ ｉ ｔｓ ｕ ｃ ；ａ ｔ ｍａｉ ｒｃ ｎ ｙ ｔｍ ；ｌｓｒ ｐ ｎ Ｍ Ｓ８ ｉｇｅｃ ｉ ｃ ｏ ｏ ｕ ｅ ；Ｌ ｏｎ ｏ ｒｅ ｕ ｏ ｔ ｔａ ｋｉｇ ｓ ｓｅ １ ｃ ａｅ ｅ
ｔ ｓ ｔ ｈｅ ｙｓ ｅｍ ｃ ｍ ａｋｃ ｈｅ ａｓ ｒ ａｎ ｔ ｌ ｅ ｐｅ ｍ ｏｖｅ ｎ ａ ｌ ｎ ｉ ｌ ｄｉ ｅ ｔｏｎｓ ｒ ｃｉ ｑｕｉ ｃｋｌ ａ ｙ ｎｄ ｃ ｎｔｎｕｏｕｓ ｙ ｔ ｒ ｌｚ ｔ ｏ ｉ ｌ ｏ ｅａ ｉ ｅ ｈｅ
ｔ ａ ｋ ｎ ｏ ｔ ｅ ｐ ｉ Ｏ ｒ ｅ ｗ ｈ ｎ ｈ ｏ ｎｔ Ｓ Ｕ Ｃ ｏ ｅ ｌ ｗ ｌ ｎ ｓ ｏ ｈｌ ａ ｏ ｇ ａ ｃ ｒ ｌ ｎ ｒ ｃ ｉ ｇ ｆ ｈ ｏ ｎｔ Ｓ Ｕ Ｃ ｅ ｔ ｅ ｐ ｉ Ｏ ｒ ｅ ｍ ｖ ｓ ｓ ｏ Ｙ ａ ｄ ｍｏ ｔ ｙ ｌ ｎ ｉｃ ｅ ａ ｄ ｓ ｒ ｉ ｈｔ ｌｎ ｉ ａ ｃ ｒ ａ ｎ ｎ ｌ ｎ ｉｔ ｎ ｅ． ｔ ａ ｇ ｉ ｅ １ ｅ ｔ ｉ ａ ｇ ｅ ａ ｄ ｄ ｓ ａ ｃ ３ ＿
设 计 并实 现 了 ‘ 点光 源 自动 跟踪 系 统 ． 个
崔 鸣 ，尚 丽
（ 州 市职 业 大 学 电子信 息工 程 系 ，江 苏 苏州 ２ ５ ０ ） 苏 １ １４
摘
要 ： 以Ｔ公 司的超低功耗 Ｍ Ｕ Ｍ Ｓ １ 单 片机 为核 心控 制 器， Ｉ Ｃ Ｌ ６ ８ １ 设计 并制作 了一 个Ｌ Ｄ Ｅ 点光 源 自
点光源追踪系统
设 计 任 务
文 献 标 识 码 ：Ａ
文 章 编 号 ：１ ０－ ９ ３ （０ ２ ８ ０ ６ — ２ ０ ６ ７ ７ ２ １ ）０ — ０ ４ ０
一
、
系 统 检 测 部 分 可 采 用 摄像 头 ，摄 像 头 高 速 扫 描 ，通 过 分
文 中设 计 的系 统 是 源 自于 ２ ０年 Ｔ 杯 湖 北省 电子 设 计 ０１ Ｉ 大 赛 ，要 求 设 计 并 制 作 一 个 能 够 检 测 并 指 示 点 光源 位 置 的 光
进行位移的检测 ，最终实现跟踪 定位 。
收 稿 日期 ：２ ２ ０ — ６ ０１ — ５０
图 ３ Ｌ Ｄ驱 动 电路 Ｅ
作者简介：汪
璇 ，湖北大 学知行 学院计算机与信息工程系 。
第 ８期
汪
璇 ：点 光 源 追 踪 系 统
６ ５
在 硬件 调 试 中调 节 变 阻器 Ｒ ，可 看 到 负载 Ｒ１上 的 电 Ｖ１ 流 逐 步 变化 ，变 化 范 围可 达 到 １ ０ ３ ０ ， 同 时 也可 观 察 ２ － ７ ｍａ 到 Ｌ Ｄ 灯 的 亮度 逐 渐 增 强 。从 而 实 现 Ｌ Ｅ ＥＤ 灯 电流 变 化 下 的 扫 描 与 跟踪 定 位 。
０ｅ ａ ｒ
我们 用 了可 调 稳 压 电源 来 给 Ｌ Ｄ 供 电 ， 输 出 电压 能 进 行 精 Ｅ 使 密 调节 ，从 而 能 进 行 电流 调 节 ， 电路 如 光 源 跟 踪 系 统 示 意 图
二 、方 案 论 证
设 计 要 求 实现 随 动 系 统 能 够 定 点 找 到 光 源 ，随 动 追 踪 光
源 跟 踪 系 统 ， 系统 如 图 １所示 。 光源 Ｂ 使 用 单 只 ｌ 自光 Ｗ
基于光敏技术的点光源跟踪系统的设计
３—３ Ｖ； 电源 ： ． ０ 双 ±１５一±１ Ｖ。 ５
体 光敏 器件 具有 灵 敏度 高 、 谱 响应 范 围宽 、 光 重量
轻、 机械 强度 高 、 冲击 、 耐 抗过 载 能力强 、 散 功率 耗 大 以及 寿命 长等 特点 。同时 考虑 到本 设计 需要
１ ２ 设 计方 案选 择 ．
１ ２ １ 恒 流 源 的选 择 ． ．
对 于恒 流 源 电路 ， 设 计 选 用 Ｌ ５ 本 Ｍ３ ８芯 片构
成恒 流 源 。Ｌ ３ ８内部 包 括 有 两 个 独 立 的 、 Ｍ５ 高增
个 不透 光 的 圆 筒 中 ， 筒 上 部 安 装 透 镜 ， 圆 以便 聚
控 制舵 机 带 动 激 光 笔 指 向光 源 。 关 键词 ＭＳ ４ ０ ４ ７ Ｌ ５ Ｔ Ｖ １ ７３ ３ ｒｇ １ ７ 光 敏 电 阻 Ｐ ３ Ｆ ２ ０ Ｍ３ ８ Ｌ １ １ —． ｅ ｌ １
中 图分 类 号
Ｔ ２ Ｐ３
文 献 标 识 码 Ｂ
文章 编 号 １０ — ３ （０ １ ０ —２ １ ３ ０ ０３ ２ ２ １ ）３０９ － ９ ０
在 太 阳能 电池 、 阳能 热 水 器等 很 多 领 域 中 太
实现元 器 件在 结 构 上 的连 续 排 列 ， 因此 本 设 计 采
用光 敏 电阻 。
２ 系统 实 现
都 要对 光 源进 行 跟 踪 ， 样 做 能 够 使 太 阳能 设 备 这 的工作 效率 、 量 吸 收率 更 高 。笔 者 利 用 激 光 笔 能
流， 使用 更灵 活 … 。 １ ２ ２ 光敏 器件 的选 择 ．． 光敏 器件 包 括 光 敏 二极 管 、 敏 三 极 管 及 光 光 敏 电阻等 。其 中光 敏 电阻是 利 用光 的入 射 引起 半 导 体 电阻 的变 化来 进行 工作 的。光 敏 电阻属 半 导
点光源跟踪系统设计
ｍｏｏｓ ｒ ｅｌｓｒ ｅ ｓ ｎ ｃ ｕａｅｐ ｓ ｉｎｎ ． Ｍ３ ｔｐｃ ｌ ｏ ｓ ｎ—ｕｒｎ ｏ ｒｅｃｒｕｔｍｐｅ ｎｅ ｄｕｔｂｅ ｔｒ ｉ ｅ ｎ ｄａ ｃ ｌｔ ｏ ｉｏ ｉｇ Ｌ ｉａ ｃ ｎｔ ｔ ｒｅ ｔ ｕｃ ｉ ｉｉ ｌｍｅ ｔｓａｊ ｓ ｌ ｄｖ ａ ｐ ａ ｔ １ ｙ ７ ａ ｃ ｓ ｃ ａ ｓｏ ｅｔ ｄｕ ｔ Ｅ ｇ ｔ ｉ —５ ｍＡ． ｈ ｏｅｓｓ ｍ ｅｙｇ ｏ ｏ ｌｔｄｗｉ ｉ ｅｓｅ ｉ ｅ ａ ｇ ａ ｋｎ ｃ ｐ ａ ｊｓ Ｌ Ｄ ｌ ｈｓ ｎ１ ０３ ０ ｏ ｉ ５ Ｔ ｅｗｈ ｌ ｙ ｔ ｉ ｖ ｒ ｏ ｄｃ ｍｐｅ ｔ ｎｔ ｐ ｃｆ ｄｒｎ ｅｔ ｃ ｉｇ ｅ ｓ ｅ ｈ ｈ ｉ ｒ
１ 引言
文 中设计 的系统 是源 自于 ２ １ ０ ０年 Ｔ 杯湖北省 电子 Ｉ 设计 大赛 ， 要 求是设计 并制作 一个 能够检 测并指 示点 光源位置 的光源 跟踪 系统 ，系统示意 图如 图 １ 所示 。光 源 Ｂ使用单只 １ 白光 Ｌ Ｄ，固定在一支架上 。Ｌ Ｄ的 Ｗ Ｅ Ｅ 电流能够在 １ ０ ３ ０ ｍＡ ５ ５ ｍＡ 的范 围内调节 。初始状 态 下光 源 中心线与 支架 间的夹角约为 ６ 。 光源距地 面 ０，
ａ ｄ ｐ ｎ ｉ ｈ ｏ ｒ ｅ ｉ ｒｇ ｔ ｅ ｓｃ ａ ｇ ｓ ｉ ａ ｏ ｄ ａ ａ ｔ ｂ ｌｔ ． ｎ ｏｉ ｔｌｇ ｔｓ ｕ ｃ ｎ ｂ ｉ ｈ ｎ ｓ ｈ ｎ ｅ ， ｔｈ ｓ ｇ ｏ ｄ ｐ ａ ｉｉｙ ＫＥＹ ＯＲＤ Ｓ ｔ ｐ ｉ ｇ ｍｏ ｏ ； Ｓ ４ ０ ｈ ｔ ｃ ｎ ｕ ｔｖ ｅ ｉｔ ｎ ｅ ｃ ｎ ｔ ｎ — ｕ ｒ ｎ ｏ ｒ ｅ Ｗ ：ｓｅ ｐ ｎ ｔ ｒ Ｍ Ｐ ３ ；ｐ Ｏ Ｏ Ｏ ｄ ｃ ｉ ｅ ｒ ｓ ｓ ａ ｃ ； ｏ ｓ ａ ｔｃ ｒ ｅ ｔｓ ｕ ｃ
智能光源追踪器的设计
智能光源追踪器的设计作者：李满来源：《科技与企业》2014年第02期【摘要】本文设计是以达盛公司Cortex-M3超低功耗单片机为控制核心，通过五个光敏电阻模块来检测光照，当以光敏三极管组成的感光探头接受光照产生电信号经过放大器放大送到模数转换模块，得到的数字信号送到主控芯片，在主控芯片经过一系列的处理产生控制步进电机转动的相关信号，将这些信号送到步进电机驱动模块，进而驱动两电机的左右转，以至于可以找到点光源的位置。
但由于技术受限，最终的灵敏度和精确度不是很高，处于半自动的状态。
【关键词】太阳能；利用率；自动追踪；Cortex-M3；技术受限前言随着社会和科技的发展，资源的需求量不断加大，光是地球上最丰富的可再生利用的绿色环保能源，在利用集热器收集它的热能或通过太阳能电池板将其转换成电能的工程中，都希望发挥最大效率。
本文采用的是TI公司LM3S811超低功耗单片机为控制核心，利用一些外围部件来实现对光源的自动追踪。
通过光源跟踪系统帮助受光平面跟随光源运动以获得充足的光达到最大利用率。
跟踪系统主要是一个单片机控制的机械运动机构，该系统具有半自动，跟随精度高，灵敏度高等优点[1]。
1、系统硬件的总体设计和各功能模块的选型。
总体设计是感光模块将采集到的光信号转换成变化的电信号，所有的电信号发送到模数转换电路，将模拟信号转换成8位数字信号，进而将数字信号传送到主控芯片LM3S811，在主控芯片里通过比较各路信号的大小来决定驱动步进电机的转动，从而达到探头追踪光源的目的。
其中，电机驱动模块可以细分驱动信号，进而可以使电机转动的平稳。
同时，本系统还可以通过按键调速电路来控制电机的转动速度，调速信号传输到主控芯片以后，通过改变PWM 波的占空比来改变其功率，从而改变电机的转速。
此时此刻，电机的速度级别会在显示速度模块显示。
根据硬件总体设计图来对系统的各主要功能模块进行选型。
本次设计要求探测距离在100cm处，且能准确快速探测到光源，相比之下光敏三极管具有较宽的检测范围，且符合此次系统的要求，所以选择光敏三极管组成的光电转换模块来担当探头。
智能光源追踪器的设计
智能光源追踪器的设计
李满 武汉交通职业学院实践教学中心电学基础教研室 湖北武汉 ４ ３ ０ ０ ６ ５ Байду номын сангаас
【 摘 要】本文设计是 以这蛊公￣Ｃ ｏ ｒ ｔ ｅ ｘ — Ｍ ５ 超低功耗单片机为控制核 移动而 移动。 心， 通过 五个光敏 电阻模块来检 测光照 ， 当以光敏三极管组成的感光探 头 ４ 系统整 机调 试 接 受光照产生电 信号经过放 大器放 大送到模数转换 模块， 得到的数字信号 所有的电路都已经设计完成后进行整机的调试。 为了便于观察， 该 送到主控 芯片， 在主控芯片经过一 系 列的处理产生控 制步 进 电机转动的相 系统 在探头 的中间位置 固定 了 一个 激光 器， 当探头正 对某一物 体时， 可 关信号， 将这 些信号送到步进 电机驱动模块 ， 进 而驱动两电机 的左右转， 以 以在该物体上 显示一个小的光 点。 因此 ， 我们可以 比较 明显的观察探头 至于可以找 到点光 源的位 置。 但由于技术受限， 最终的灵敏度和 精确 度不 是否可 以找 到点光源 。 对系统的整机调试分 软件和硬件调试 ， 软件调试 是很 高， 处于半 自动的状态。 主要看程序 的运行情况 。 硬件调试 主要看系统追踪 点光源 的情况 。 【 关键词 】 太 阳能； 利 用率； 自 动追踪； Ｃ ｏ ｒ ｔ ｅ ｘ － Ｍ ３ ； 技 术受限 ４ ． １ 软件调试 根据本系统软件 设计 的流 程 ， 在这里调试 软件主要设置 了Ｖ Ｏ —ｖ ８ 前言 九个表 示光 感应 光信号 的变量 。 其 中， Ｖ ０ 一ｖ ４ 五个 变量表 示探头 上的 随 着社会和科 技的发展， 资源的需求量不断加 大， 光是地 球上最丰 感应光信号并 且 ｖ ４ 表 示探头 中间的感应 光信号， 其余的就是表 示为了防 富 的可再 生利 用的绿 色环保能 源 ， 在 利用集 热 器收集它的热 能或 通过 止 外界 干扰所感应的光信号。 具体调 试过程如下 ： 太 阳能电池板将其转换 成电能的工程 中， 都希 望发挥最大 效率。 本文采 ａ 程 序编写完成 ， ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ 源程序 产生可执行文件 ； 用 的是ＴＩ 公司Ｌ Ｍ３ Ｓ ８ １ ｌ 超低 功耗 单片机 为控制核心 ， 利 用一些 外围部 ｂ 系统 上 电后 系统 就 开 始初 始化 ， 包括时钟 、 模 数 转 换 接 口、 件来 实现 对光源 的 自 动 追踪 。 通过光 源跟 踪系统 帮助受 光平 面跟 随光 Ｐ Ｗ Ｍ、 光感应信号接 口、 调 速控制接 口等的初始 化， 观察相 关寄存器的 源运 动以获 得充足 的光达 到最大 利用率 。 跟踪 系统主要 是一个单片 机 变化 ； 控制 的机械 运动 机构 ， 该 系统具 有半 自 动， 跟随 精度高 ， 灵敏 度高等 优 ｃ Ｎ统 初 始 化 后 ， 会 及 时 的 采 集 光 信 号， 在 主 控 芯片 的 控 制 下 点 Ｔ Ｌ Ｃ ２ ５ ４ ３ 芯片开始模数 转换 ， 观 察相 关变量的变化情况 ， １ ． 系统硬件的总体设计和各功能模块的选型。 ｄ 各 路探头采 集的光信号经过 模数转换 后， 在控制芯片 内不断循 环 总体设 计是 感光模 块将 采集 到的光信 号转换 成变化 的 电信号 ， 所 进行 比较各路 信号 的大小 来分 别控制 两电机 的转 动。 当探头 中间的光 有的 电信号发 送 到模数转 换 电路 ， 将模 拟信号转 换成 ８ 位数 字信号 ， 进 敏三极管受到的光 强最大并且大干外界光强时探头就停止。 否则对 于水 而将数 字信号传 送到 主控 芯片 Ｌ Ｍ３ Ｓ ８ １ １ ， 在 主控 芯片里 通过 比较各路 平面的 电机 而言， 会根据 比较Ｖ ０ ￣ Ｉ Ｖ １ 的大小 来决定水平面撒谎 能够 电 信号的大 小 来决 定驱动 步进 电机的 转动 ， 从而 达到探 头追 踪光源 的 目 机的正 反转 ， 对于竖 直方 向上 的电机而 言， 会根 据Ｖ ２ 和Ｖ ３ 的大 小来决 的。 其 中， 电机 驱动模块可 以细分 驱动信号 ， 进而可 以使电机转 动的平 定竖直方 向电机 的正反 转， 观察相关变 量和寄存器的变化 。 稳。 同时， 本系统 还可以通 过按键 调速 电路 来控制 电机的转 动速度 ， 调 ４ ． ２ 硬件测试 速 信号 传输 到主 控 芯片以后 ， 通过 改变Ｐ Ｗ Ｍ波 的 占空 比来 改变其 功 对 系统的硬件 测试包括以下几个步骤 ： 率， 从而 改变电机 的转速 。 此 时此刻 ， 电机 的速度级 别会在显 示速度模 ａ 光源 放 置在任 意位 置 ， 首先要 保证 探头 在初 始 时并没 有对 准光 块 显示。 源。 然后系统初始 化， 让系统 自 动寻 找点光源。 根 据硬件总体 设计 图来 对系统 的各主要功 能模块 进行 选 型。 本次 现 象： 探头 会在预 定的轨 道转动直到找 到点光 源为止 。 找到点光源 设 计要求探测 距离在１ ０ ０ ｃ ｍ 处， 且能准 确快速 探测到光源 ， 相 比之下光 后会随 着点光 源的位置的移动而移 动； 敏 三极 管具 有较宽 的检测范 围， 且符合此 次系统的要求 ， 所以选择 光敏 ｂ 在探 头对 准点光源后 ， 先 慢慢移动点光源 然后加快点光源 移动的 三极管 组成 的光 电转换 模块 来担 当探头 。 考虑 到本系统 使用的 模拟信 速 度 号输 入总共 有９ 路输 入信 号， 本系统 选择Ｔ Ｌ Ｃ ２ ５ ４ ３ 芯片。 主控芯片选Ｔ Ｉ 现象： 在探头对准 点光源 之后， 若 点光 源慢慢移 动， 则探头可 以跟 公司提供 的ＬＭ３ Ｓ ８ １ １ 。 随 点光源的移动速 度而移动 ， 若点光源移动 的的速度过快 ， 则探头 会滞 为了设计一个 稳定精确的系统 ， 使用混 合式步进 电机及带有细分功 后 于点光 源的移动 。 但是， 探头移 动的大概 方向还是朝着点光源移 动的
点光源二维跟踪定位系统设计
关键词 ：光源定位 软件滤波 电机控制 ＭＳ ４ ０ Ｐ３
中 图 分 类 号 ：Ｔ １ Ｈｌ 文 献 标识 码 ：Ａ 文章 编 号 ： １０ ．９ ３ ２ １ ） １－５ —３ ０ ７３ ７ （ ０ ０ ０ １０ ８０
上‘ Ｆ电机通过木板相连，探测器捆绑 本方案在探测器的固定 上需使探测器
左侧和右侧电机捆绑在一起，探测 运 器捆绑在左侧电机上
．
碧 使探器 下动右 电的 动在 侧 机 ．侧ｌ 转 使探 得 测上移 左侧屯机的转动 器左右移动，上侧 电机的转动使得探测器 侧机 转 上 电 上 下 ｝的 动 得 测 机
一
编址 ， 寻址 范围 最 大可 以达 到 ６ Ｋ， 且可 以外扩 展 存储 器 ； ４ 并
图 ２ 电机 驱 动 原 理 图
片内有精密硬 件乘法器 、 ２个 ｌ ６位定时器、 个 ｌ １ ４路的 ｌ 位 ２
模 数 转 换 器 等 。在 本 设 汁 中 ，我 们 需 要对 光 敏 电阻 采 集 到 的 ．２ ２ 信 号 进 行 Ａ／ 换 ，进 而 对 电机 进 行 控制 。ＭＳ ４ ０ １９单 １ ． 点 光源 寻 光 模 块 Ｄ转 Ｐ３Ｆ４
时 需 加 上 反 向 电 压 。 无 光 照 时 ， 很 小 的 饱 和 反 向漏 电流 ， 有
设计中采用步进 电机 。 步进 电机 区别于其他控 制电机 的
暗 电流 ， 时光敏二 极管截 止 ： 此 当受到 光照 时， 饱和 反 向
最 大 特 点 是 ，它 是 通 过 输 入 脉 冲 信 号 来进 行 控 制 的 ， 电 机 漏 电 流 大 大 增 加 ， 成 光 电 流 ， 随 入 射 光 强 度 的 变 化 而 变 即 形 它
光电跟踪系统的精密跟踪定位控制技术
CATALOGUE目录•引言•光电跟踪系统概述•精密跟踪定位控制技术•基于图像处理的自动跟踪定位技术•基于红外成像的自动跟踪定位技术•基于激光雷达的自动跟踪定位技术•总结与展望研究背景与意义光电跟踪系统在军事、航空航天、工业自动化等领域具有广泛的应用价值。
精密跟踪定位技术是光电跟踪系统实现其功能的关键所在。
研究光电跟踪系统的精密跟踪定位控制技术有助于提高系统的性能和精度，具有重要的现实意义和理论价值。
国内外研究现状及发展趋势国内外学者针对光电跟踪系统的精密跟踪定位控制技术进行了大量研究。
目前，该领域的研究热点主要集中在提高系统精度、稳定性和响应速度等方面。
随着人工智能、机器学习等技术的不断发展，光电跟踪系统的精密跟踪定位控制技术将逐渐向智能化、自主化方向发展。
研究内容和方法基于光学原理测量光路长度光电跟踪系统的基本原理系统组成工作过程光电跟踪系统的组成及工作过程跟踪精度响应速度稳定性抗干扰能力光电跟踪系统的性能指标自动控制理论概述自动控制系统的分类自动控制系统的性能要求自动控制系统的基本组成1常用控制器及其控制算法23PID控制器是最常用的控制器之一，其控制算法基于比例、积分、微分三个基本控制环节。
PID控制器及其控制算法模糊控制器是一种基于模糊逻辑理论的控制算法，适用于具有不确定性和复杂性的系统。
模糊控制器及其控制算法神经网络控制器是一种基于神经网络理论的控制算法，具有自学习、自组织和适应性强的特点。
神经网络控制器及其控制算法03混合控制策略精密跟踪定位控制策略01基于模型的控制策略02基于学习的控制策略图像处理技术概述图像处理技术的定义01图像处理技术的应用02图像处理技术的发展趋势03系统需求分析基于图像处理的自动跟踪定位系统设计系统架构设计关键技术分析实验设置为了验证基于图像处理的自动跟踪定位系统的性能和精度，实验采用了实际场景中的视频数据进行测试。
实验中，系统对视频中的目标进行了自动检测和跟踪。
点光源跟踪系统--代码
uchar djflag=0; //步进电机转动状态 正/反/停止
uchar rightnum,leftnum;//步进电机内部自调节参数
uchar cyflag=0;//0时采样，1时关采样
//显示部分
uchar Data1[16]={" "};
uchar Data2[16]={" "};
//手动自动切换部分
uchar flagm=0;//0时手动部分
uchar count1=0;
uchar count2=0;
/*******************************************时钟初始化函数****************************************************/
#define BUSY_OUT P2DIR|=BIT7
#define BUSY_IN P2DIR&=~BIT7
#define BUSY_DATA P2IN&BIT7
//AD采样电压比较部分
uint ADCBuf0[20]={0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0};//保存采集到的数据
P4SEL=0x00;//P4口所有引脚设置为一般的IO口
P2DIR=0xFF;//P2口所有引脚设置为输出方向
P4DIR=0xFB;//P4口所有引脚设置为输出方向
P5SEL=0x00;//P5口所有引脚设置为一般的IO口
P5DIR=0xFF;//P5口所有引脚设置为输出方向
自制追光系统（代码、设计图全公开）
自制追光系统（代码、设计图全公开）全文导航：项目简介、PCB设计说明、软件说明（代码块）、原理图设计解说“太阳能追光系统”也叫“逐日系统”。
用一句话概括就是！利用单片机及传感器，实时采集光照数据，调整太阳能电池板的角度以实现收益最大化。
一、项目简介本设计采用STC15系列单片机作为主控。
•4个光敏模块，光线采集。
•用单片机自带的AD转换，采集4个方向的电池板电压。
判断光照比较高的角度，用单片机控制两路舵机调整角度。
二、PCB设计说明PCB设计方面，电源线、线宽设置粗一点。
这个PCB设计的比较小，所以摆放元件的时候要很注意位置。
三、软件说明提示：软件可以使用代码块来进行嵌套放置。
无需全部软件部分说明，只需说明重要部分即可。
uint Get_ADC10bitResult(uchar channel)//channel = 0~7 { ADC_RES = 0; ADC_RESL = 0; ADC_CONTR = (ADC_CONTR & 0xe0) | ADC_START | channel; nop(); nop(); nop(); nop(); while((ADC_CONTR & ADC_FLAG) == 0); ADC_CONTR &= ~ADC_FLAG; //返回10位AD值return (((uint)ADC_RES << 2) | (ADC_RESL & 3)); } //AD通道配置程序uchar i; for(i=0;i<10;i++) { x0+=Get_ADC10bitResult(0); x1+=Get_ADC10bitResult(1); y0+=Get_ADC10bitResult(2);y1+=Get_ADC10bitResult(3); } x0=x0/30; x1=x1/30; y0=y0/30; y1=y1/30; //AD采集采集30次取个平均值void Timer0_Init(void) { TMOD |=0x01; TH0=-high_ms>>8; TL0=-high_ms; TR0 = 1; //定时器0开始计时 EA = 1; ET0 = 1; } //定时器初始程序void timer() interrupt 1 { switch(Pwm_Flag) { case 1: PWM=1; TH0=-pwm[0]>>8; TL0=-pwm[0]; break; // 高电平持续时间pwm[0] case 2: PWM=0; TH0=-(high_ms-pwm[0])>>8; TL0=-(high_ms-pwm[0]); break; //低电平时间10-pwm[0] ms case 3: PWM2=1; TH0=-pwm[1]>>8; TL0=-pwm[1]; break; // 高电平持续时间pwm[1] case 4: PWM2=0; TH0=-(high_ms-pwm[1])>>8; TL0=-(high_ms-pwm[1]); break; //低电平时间10-pwm[1] ms default: TH0=0xff; TL0=0x80; Pwm_Flag=0; } Pwm_Flag++; } //定时器中断子程序，用来产生脉冲驱动舵机。
光斑跟踪测控系统的设计
光斑跟踪测控系统的设计光斑跟踪测控系统在光学测量和控制领域有着广泛的应用。
它主要通过对光斑的跟踪来实现对物体位置、速度、运动轨迹等参数的测量和控制。
光斑跟踪测控系统的设计需要考虑光斑跟踪的精度、灵敏度、实时性等关键指标，以满足实际应用需求。
一、光斑跟踪测控系统的基本原理光学部分主要包括光源、透镜和光学滤波器等，用于精确聚焦和分离出光斑。
传感器部分主要是利用光敏元件（如光电二极管、光敏电阻等）对光斑进行采样，将光斑的信息转化为电信号。
信号处理和控制部分主要是对传感器采集到的光斑信号进行放大、滤波和数字化处理，提取出光斑的位置、速度等参数，并通过控制器实现对物体的运动控制。
二、光斑跟踪测控系统设计需考虑的关键问题1.光斑跟踪精度：光斑跟踪的精度是光斑跟踪测控系统的重要指标，直接影响到系统的测量和控制效果。
要提高光斑跟踪精度，需要采用高精度的光学器件和传感器，并使用合适的信号处理算法。
2.光斑跟踪灵敏度：光斑跟踪系统需要具备较高的灵敏度，以便准确捕捉光斑的位置变化。
为提高灵敏度，可以增大光电二极管的面积或增加放大倍数，同时需要注意信噪比的控制，以避免干扰信号的影响。
3.光斑跟踪的实时性：光斑跟踪测控系统对实时性要求较高，能够快速、准确地采集和处理光斑信号。
为提高实时性，可采用高速传感器、高速信号处理器等。
4.光斑跟踪的稳定性：光斑跟踪系统需要具备良好的稳定性，能够保持光斑的稳定性，防止因外界干扰或系统漂移导致的测量误差。
需要采用合适的信号处理和控制方法，以避免系统的不稳定性。
三、光斑跟踪测控系统设计的技术方案1.光学部分的设计：选择合适的光源、透镜和光学滤波器，以满足系统的要求。
透镜需具备较高的透过率和聚焦能力，滤波器则需要有较好的光谱选择性，以准确分离光斑。
2.传感器部分的设计：选择合适的光敏元件，并进行灵敏度和信噪比的测试。
可采用放大电路、滤波电路等手段来提高传感器的灵敏度和信噪比。
3.信号处理和控制的设计：选择合适的信号处理算法，对光斑信号进行放大、滤波和数字化处理，提取出光斑的位置、速度等参数。
光线追踪 工作要求
光线追踪工作要求引言概述：光线追踪是一种计算机图形学中常用的渲染技术，其原理是通过模拟光线在场景中的传播路径，计算出光线与物体的相交点及其颜色，从而生成逼真的图像。
在光线追踪的工作中，有一些要求需要遵守，以确保渲染结果的准确性和质量。
正文内容：1. 光线追踪的基本原理1.1 光线的发射与追踪光线追踪的第一步是发射光线，通常从摄像机位置开始，经过像素点发射。
然后，通过追踪光线在场景中的传播路径，找到与物体相交的点。
这些相交点将用于计算光线与物体的交互，从而确定像素的颜色。
1.2 光线与物体的相交计算在光线追踪中，需要计算光线与物体的相交点。
这需要使用几何学和数学计算来确定光线与物体表面的交点。
通常使用射线与物体的相交检测算法，如著名的Möller-Trumbore算法，来计算光线与三角形的相交点。
1.3 光线的反射与折射光线追踪还需要考虑光线在物体表面的反射和折射。
当光线与物体表面相交时，可以根据物体的表面属性计算出反射光线和折射光线的方向和强度。
这些反射和折射光线可以进一步追踪，以获得更真实的渲染效果。
2. 光线追踪的性能优化2.1 加速数据结构为了提高光线追踪的效率，常常使用加速数据结构来优化相交计算。
例如，使用包围盒层次结构（Bounding Volume Hierarchy，BVH）可以快速地确定光线与物体的相交。
其他常用的加速数据结构还包括kd树和网格。
2.2 并行计算光线追踪是一种高度并行的计算任务，可以利用多核处理器和图形处理器（GPU）来加速计算。
使用并行计算技术，可以同时计算多条光线的相交和光线的反射折射，从而提高渲染速度。
2.3 采样和重要性抽样在光线追踪中，采样是一个重要的步骤，用于模拟光线在场景中的传播。
通过增加采样点的数量，可以减少噪点并提高渲染质量。
重要性抽样是一种采样技术，可以根据场景中的光照分布来选择更重要的采样点，从而提高渲染效率。
3. 光线追踪的应用领域光线追踪在计算机图形学领域有广泛的应用。
激光跟踪测量系统
激光跟踪测量系统激光跟踪测量系统（Laser Tracker System）是工业测量系统中一种高精度的大尺寸测量仪器。
它集合了激光干涉测距技术、光电探测技术、精密机械技术、计算机及控制技术、现代数值计算理论等各种先进技术，对空间运动目标进行跟踪并实时测量目标的空间三维坐标。
它具有高精度、高效率、实时跟踪测量、安装快捷、操作简便等特点，适合于大尺寸工件配装测量。
激光跟踪测量系统的基本原理:1 {: d, Y3 _ q5 t0 U! s( h近年来，激光跟踪测量系统的应用领域在不断扩大，很多公司都相继推出了各自品牌的激光跟踪仪，但所有的激光跟踪测量系统基本都是由激光跟踪头（跟踪仪）、控制器、用户计算机、反射器（靶镜）及测量附件等组成的。
" u- @8 m& C, M' y. C/ ?, [ v系统的组成:三维网技术论坛2 {, C: u1 q8 g; v激光跟踪仪的实质是一台能激光干涉测距和自动跟踪测角测距的全站仪，区别之处在于它没有望远镜，跟踪头的激光束、旋转镜和旋转轴构成了激光跟踪仪的三个轴，三轴相交的中心是测量坐标系的原点。
系统的硬件主要组成部分包括：传感器头、控制器、电动机和传感器电缆、带LAN电缆的应用计算机以及反射器。
三维网技术论坛( k4 G+ X+ q; o8 k/ Z(1) 传感器头：读取角度和距离测量值。
激光跟踪器头围绕着两根正交轴旋转。
每根轴具有一个编码器用于角度测量和一只直接供电的DC电动机来进行遥控移动。
传感器头的油缸包含了一个测量距离差的单频激光干涉测距仪（IFM），还有一个绝对距离测量装置（ADM）。
激光束通过安装在倾斜轴和旋转轴交叉处的一面镜子直指反射器。
激光束也用作为仪器的平行瞄正轴。
挨着激光干涉仪的光电探测器（PSD）接收部分反射光束，使跟踪器跟随反射器。
(2) 控制器: 包含电源、编码器和干涉仪用计数器、电动机放大器、跟踪处理器和网卡跟踪处理器将跟踪器内的信号转化成角度和距离观测值，通过局域网卡将数据传送到应用计算机上，同理从计算机中发出的指令也可以通过跟踪处理器进行转换再传送给跟踪器，完成测量操作。
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基于单片机msp430的点光源跟踪系统硬件设计设计总说明目前太阳能是一种清洁无污染的能源, 发展前景非常广阔, 太阳能发电已成为全球发展速度最快的技术。
然而它也存在着间歇性、光照方向和强度随时间不断变化的问题, 这就对太阳能的收集和利用提出了更高的要求。
目前很多太阳能电池板阵列基本上都是固定的, 没有充分利用太阳能资源, 发电效率低下。
据实验, 在太阳能光发电中, 相同条件下, 采用自动跟踪发电设备要比固定发电设备的发电量提高35%，因此在太阳能利用中进行跟踪是十分必要的。
本设计给出了一种基于单片机的点光源自动跟踪系统设计方案, 该设计使用TI公司的超低功耗的MSP430F149 单片机作为整个系统的控制核心，主要由电机驱动模块，点光源检测模块，电源转换模块等模块组成。
利用4路光敏三极管(3DU33)来检测点光源的位置并将检测到的信号经过放大传给控制器MSP430F149单片机，经过单片机的运算和处理来确定点光源的运动趋势，并将运算的控制信号传给两台步进电机，使其跟随点光源运动。
当水平方向上的2路光敏三极管测量数值相对接近，同时竖直方向上的2路光敏三极管测量数值也相对接近时，位于竖直传感器中间的激光笔将精确的指向点光源。
同时将光敏三极管检测的信号显示在LCD液晶屏幕上。
本设计可以扩展为以后的太阳能发电的自动跟踪系统。
该系统不仅能自动根据太阳光方向来调整太阳能电池板朝向, 结构简单、成本低, 而且在跟踪过程中能自动记忆和更正不同时间的坐标位置, 不必人工干预, 特别适合天气变化比较复杂和无人值守的情况, 有效地提高了太阳能的利用率, 有较好的推广应用价值。
关键词：MSP430；光源；跟踪；检测；传感器Msp430 microcontroller-based point source tracking systemHardware DesignDesign DescriptionCurrently solar energy is a clean and pollution-free energy, the development prospects are very bright, solar power has become the world's fastest-growing technology. But it also has intermittent, light direction and intensity of the problem change over time, which the collection and use of solar energy put forward higher requirements. At present, many solar arrays are basically fixed, do not make full use of solar energy resources, power generation efficiency is low. According to experiment, solar power, the same conditions, power generation equipment using automatic tracking equipment than the fixed power generating capacity increased by 35%, so to track utilization of solar energy is necessary.This design gives a light source based on single chip design of automatic tracking system, the design uses TI's MSP430F149 ultra-low power microcontroller controls the whole system as the core, mainly by the motor drive module, point source detection module, power supply conversion module and other modules. Using 4 phototransistor (3DU33) to detect the location of a point source is detected and amplified signal to pass the controller MSP430F149 microcontroller, operation and processing through the MCU to determine trends in the movement of light source, and operation of the control signal transmission to two stepper motors, to follow the point source movement. When the horizontal direction, 2-way phototransistor relatively close to measured values, while 2-way vertical phototransistor on the measured values are relatively close, the sensor is located in the middle of the vertical laser pointer to point to the exact point of light. Phototransistor detected the same time are shown on the LCD liquid crystal screen.This design can be extended automatically for subsequent sun tracking system. The system can not only automatically adjust the direction of sunlight solar panels toward the simple structure, low cost, but also in the process of tracking memory and can automatically correct the coordinates of the location at different times, without human intervention, especially for more complex and non-weather people on duty, effectively improving the utilization of solar energy, has a higher value.Key Words:MSP430; light source; tracking; detection; sensor目录1绪论 (1)2点光源跟踪系统硬件设计 (2)2.1系统设计概述 (2)2.2方案论证与比较 (3)2.2.1主控芯片的选择 (3)2.2.2电机的选择 (4)2.2.3电机驱动的选择 (4)2.2.4传感器的选择 (4)2.2.5 LCD液晶显示器的选择 (5)2.3系统硬件设计 (5)2.3.1硬件方框图 (5)2.3.2单片机MSP430 (6)2.3.3步进电机 (8)2.3.4液晶显示器 (10)2.3.5信号放大器 (14)2.4硬件电路图设计 (14)2.4.1电源转换电路设计 (14)2.4.2信号检测电路设计 (15)2.4.3步进电机驱动电路设计 (15)2.4.4键盘设计 (16)2.4.5液晶显示器的设计 (16)2.4.6系统原理图 (17)3印刷电路图的绘制 (18)3.1 PCB图绘制的准备 (18)3.2 PCB的绘制 (18)4仿真步进电机的控制 (19)4.1硬件仿真 (19)4.1.1方案设计 (19)4.1.2硬件仿真原理 (19)4.2软件仿真 (22)4.2.1程序流程图 (22)4.2.3源程序 (22)4.3系统调试和结果分析 (23)4.3.1电机正转运行 (23)4.3.2电机反转运行 (24)4.3.3仿真结果与分析 (24)5总结 (25)致谢 (26)参考文献 (27)附录 (28)1绪论该设计采用TI公司的超低功耗的MSP430F149 单片机作为整个系统的核心，主要由电机驱动模块，点光源检测模块，电源转换模块等模块组成。
利用4路光敏三极管(3DU33)来检测点光源的位置并将检测到的信号经过放大传给控制器MSP430F149单片机，经过单片机的运算和处理来确定点光源的运动趋势，并将运算的控制信号传给两台步进电机，使其跟随点光源运动。
当水平方向上的2路光敏三极管测量数值相对接近，同时竖直方向上的2路光敏三极管测量数值也相对接近时，位于竖直传感器中间的激光笔将精确的指向点光源。
同时将光敏三极管检测的信号显示在LCD液晶屏幕上。
本系统可以扩展为以后的太阳的跟踪。
太阳能作为一种清洁无污染的能源，发展前景非常广阔。
然而它也存在着间歇性、光照方向和强度随时间不断变化的问题，这就对太阳能的收集和利用提出了更高的要求。
目前很多太阳能电池板阵列基本上都是固定的，没有充分利用太阳能资源，发电效率低下。
据实验，在太阳能光发电中，相同条件下，采用自动跟踪发电设备要比固定发电设备的发电量提高35%，因此在太阳能利用中，进行跟踪是十分必要的。
本文给出一种基于单片机的太阳光自动跟踪系统设计方案，该系统不仅能自动根据太阳光方向来调整太阳能电池板朝向，结构简单、成本低，而且在跟踪过程中能自动记忆和更正不同时间的坐标位置，不必人工干预，特别适合天气变化比较复杂和无人值守的情况，有效地提高了太阳能的利用率，有较好的推广应用价值。
2点光源跟踪系统硬件设计2.1系统设计概述本设计是一个点光源追踪系统，主要由传感器来对光照检测与处理，控制器分析与处理，执行机构运行和模块显示这几个部分构成。
整个系统是以单片机为控制核心，通过四个光敏传感器来检测光照，依据光照度的变化、大小来判断出点光源的位置与运动趋势，并将点光源运动分解为水平和竖直方向的二维运动，借以来控制水平电机与竖直电机的旋转角度。