基于單片機EM78247的光伏發(fā)電系統太陽(yáng)自動(dòng)跟蹤器

　　2.2 控制單元的軟件設計

　　軟件是該控制系統的核心，除一些保護自鎖功能通過(guò)硬件實(shí)現外，大部分功能均通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現，整個(gè)軟件采用C語(yǔ)言模塊化編程方式，易于系統的移植與集成。

　　主程序與中斷服務(wù)子程序流程如圖5所示。首先對單片機進(jìn)行初始化，之后讀取系統初始校驗值作為光電旋轉編碼器的位置基準。主循環(huán)程序不斷檢測系統的運行狀態(tài)，如果滿(mǎn)足復位條件便發(fā)出指令轉入復位子程序，迅速將電池板轉到適當的位置后待機以等待新的指令;校驗子程序對系統重新進(jìn)行校驗，并將新的位置檢驗值存儲到單片機內部自帶的E2PROM中作為新的位置基準，他可以用來(lái)消除系統的累積誤差，同時(shí)也方便了系統的安裝與調試;系統通常運行在自動(dòng)跟蹤狀態(tài)，單片機時(shí)刻檢測太陽(yáng)與電池板實(shí)際位置間的差值并結合啟動(dòng)條件發(fā)出相應的PWM脈沖，來(lái)控制電機轉動(dòng);此外主循環(huán)程序還不斷檢測當前太陽(yáng)與電池板的位置，將位置信息通過(guò)數據總線(xiàn)與RS 232分別送到液晶顯示與PC機監控軟件系統中，并將有關(guān)位置參數及時(shí)存到單片機的E2PROM中。
　為了充分利用EM78247單片機的系統資源，提高單片機的檢測速度，單片機接收PC機的數據采用中斷來(lái)實(shí)現，流程框圖如圖5所示。

　　3 系統的抗干擾措施

　　能夠可靠穩定的運行是陽(yáng)光自動(dòng)跟蹤控制器走向實(shí)際應用的前提，該控制器主要從軟件與硬件兩個(gè)方面采取一定的措施來(lái)提高抗干擾能力，主要措施有：

　　一是外部輸入信號與控制系統信號不共地，較好地防止了相互之間的共地干擾；二是所有的外部輸入信號在輸入到單片機內部之前都經(jīng)過(guò)嚴格的光耦合電路加以隔離，較好地防止了輸入電路噪聲對單片機運算處理的干擾；三是進(jìn)一步優(yōu)化了PCB板的布線(xiàn)結構，減少了過(guò)孔，從而降低了寄生電容和雜散電感對放大電路的影響；四是保證整個(gè)系統的可靠接地；五是外部信號采用屏蔽電纜線(xiàn)傳輸，有效控制了信號傳輸過(guò)程中的池漏和電磁噪聲的干擾；六是在軟件上增加了軟件濾波、看門(mén)口定時(shí)器與軟件陷阱等措施，確保軟件在出現死機、跑飛等故障時(shí)能夠自我恢復，提高了軟件運行的可靠性，從而確保了整個(gè)控制器工作的可靠性；七是在整個(gè)控制器中的重要保護（如限位保護）均從軟件與硬件兩方面采取有效措施，實(shí)現軟硬件雙重保護，從而進(jìn)一步提高了整個(gè)控制器運行的可靠性。

　　總之，采取這些措施后，該陽(yáng)光自動(dòng)跟蹤控制器的抗干擾能力和運行可靠性均有很大提高，為實(shí)現商品化生產(chǎn)創(chuàng )造有利條件。

　　4 結 語(yǔ)

　　陽(yáng)光自動(dòng)跟蹤控制器的穩定性與可靠性一直是其沒(méi)有被大規模應用的主要問(wèn)題之一。本文基于EM78247單片機為控制核心，設計了一種自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)高度角與方位角轉動(dòng)的陽(yáng)光自動(dòng)跟蹤控制器，試驗運行結果表明該系統跟蹤準確、能耗低、可靠性高、系統性能穩定，發(fā)電效率提高20%以上，具有較大的應用價(jià)值。