基于單片機EM78247的光伏發電系統太陽自動跟蹤器

　　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硬件實現外，大部分功能均通過軟件來實現，整個軟件采用C語言模塊化編程方式，易于系統的移植與集成。

　　主程序與中斷服務子程序流程如圖5所示。首先對單片機進行初始化，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。主循環程序不斷檢測系統的運行狀態，如果滿足復位條件便發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，他可以用來消除系統的累積誤差，同時也方便了系統的安裝與調試;系統通常運行在自動跟蹤狀態，單片機時刻檢測太陽與電池板實際位置間的差值并結合啟動條件發出相應的PWM脈沖，來控制電機轉動;此外主循環程序還不斷檢測當前太陽與電池板的位置，將位置信息通過數據總線與RS 232分別送到液晶顯示與PC機監控軟件系統中，并將有關位置參數及時存到單片機的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實現，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光自動跟蹤控制器走向實際應用的前提，該控制器主要從軟件與硬件兩個方面采取一定的措施來提高抗干擾能力，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過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；三是進一步優化了PCB板的布線結構，減少了過孔，從而降低了寄生電容和雜散電感對放大電路的影響；四是保證整個系統的可靠接地；五是外部信號采用屏蔽電纜線傳輸，有效控制了信號傳輸過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、看門口定時器與軟件陷阱等措施，確保軟件在出現死機、跑飛等故障時能夠自我恢復，提高了軟件運行的可靠性，從而確保了整個控制器工作的可靠性；七是在整個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，實現軟硬件雙重保護，從而進一步提高了整個控制器運行的可靠性。

　　總之，采取這些措施后，該陽光自動跟蹤控制器的抗干擾能力和運行可靠性均有很大提高，為實現商品化生產創造有利條件。

　　4 結 語

　　陽光自動跟蹤控制器的穩定性與可靠性一直是其沒有被大規模應用的主要問題之一。本文基于EM78247單片機為控制核心，設計了一種自動跟蹤太陽高度角與方位角轉動的陽光自動跟蹤控制器，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，發電效率提高20%以上，具有較大的應用價值。