51單片機光敏電阻+步進電機雙軸自動追光系統程序原理圖設計

ID:975909 · 發表于 2022-5-16 08:31

制作出來的單片機雙軸自動追光系統實物圖如下：

51單片機雙軸自動追光系統主要由STC89C52RC + 5516光敏電阻 + ADC0832+ ULN2803 + 步進電機 + LCD1602顯示屏組成。
1.通過子電路板的上、下、左、右四個光敏電阻來感受四個方向的光強，自動尋找光強最強的方向。四個光敏電阻的分壓電路將測得的光強轉換為電信號，再通過兩個ADC0832 轉換為數字量，單片機對數據進行比較處理之后進行顯示并輸出控制信號通過ULN2803芯片驅動步進電機轉動。
2.系統共設置有兩個模式，自動模式與手動模式，可通過按鍵切換。
3.自動模式下分為尋光與避光模式，尋光模式下系統會自動尋找光照最強的地方，避光模式下系統會避開光照強烈的地方，可通過按鍵切換。
4.手動模式下可通過上下左右四個按鍵（只在手動模式有效）來控制電機的轉動。
5.LCD1602 液晶屏實時顯示ADC芯片轉換的光敏數值
注意：由于系統功率有限，無法同時有效驅動顯示屏和兩個電機的運轉，當所有器件均由電源線一個口供電時電機運轉緩慢，同時電機運轉時會拉低整個系統的電壓，顯示屏會變暗，所以需要外接電池盒對兩個步進電機進行單獨供電，經過測試，接四節5 號南孚電池電機能正常運轉，接三節5號南孚電池電機雖能運轉但力矩過小（電機轉動的力太小），稍微有障礙物或者控制線的阻擋就轉不動了。（電池盒電源線的夾子夾在左下角的P6 上，紅夾子夾＋號一端，黑夾子夾－號端）

電路原理圖如下：

還有原理圖及實物圖和Altium Designer-原理圖及PCB工程因為文件太大沒法上傳

將上下兩部分連接的排線接好，兩個電路板插口處上有文字標識，要對應插好,不要接反了

上 - 上

下 - 下

左 - 左

右 - 右

GND - GND

VCC - VCC

將上下用螺絲連接起來

這根長螺絲插到底座上，如右圖

3.將小螺絲刀插入底座上的黑色小螺絲，擰緊，上下主體連接完畢

4.連接電機的排線

上面這個電機的線插到最左邊帶有‘Y方向’標識的接口，紅線朝右

下面這個電機的線插到中間帶有‘X方向’標識的接口，紅線朝右

5.檢查線，屏幕是否插好，檢查無誤后接上電源線，打開電池盒背部的開關，打開板子上的電源開關，屏幕點亮，自動顯示A/D轉換的值，開機默認自動尋光模式。（用安卓線供電無需電池盒）

單片機源程序如下:

#include <reg52.h>
#include "Delay.h"
#include "ADC0832.h"
#include "LCD1602.h"
#include "StepMotor.h"
#define uchar unsigned char //宏定義
#define uint unsigned int //宏定義
#define Light_Sensty 3 //感光靈敏度
sbit Key_Pattern = P3^4; //模式切換
sbit Key_Blk_or_Lgt = P3^5; //自動尋/避光
sbit Key_Up = P3^0; //上按鍵
sbit Key_Down = P3^1; //下按鍵
sbit Key_Left = P3^2; //左按鍵
sbit Key_Right = P3^3; //右按鍵
uchar Up_data,Down_data,Right_data,Left_data;//X,Y方向的光照數值
bit flag_Blk_or_Lgt; //用于切換尋黑、尋光
bit flag_Auto_or_Hand; //用于切換自動、手動
uchar code *DIS1=" Welcome to use ";
uchar code *DIS2=" Wait a jiff ";
uchar code *DIS3=" ";
uchar code table[]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};//顯示數字碼表
/********************************************************************
* 名稱 : void DataDisplay(void)
* 功能 : 獲取光照數值的個、十、百位的數
* 輸入 : 無
* 輸出 : 無
***********************************************************************/
typedef struct LIGHT
{
uchar bai1,shi1,ge1; //上下
uchar bai2,shi2,ge2; //左右
}LIGHT1;
LIGHT1 AD1,AD2;
void DisplayInit(void)
{
L1602_string(1,1,DIS1);//開機顯示
L1602_string(2,1,DIS2);
DelayMs(200);
L1602_char(2,13,'.');
DelayMs(200);
L1602_char(2,14,'.');
DelayMs(200);
L1602_char(2,15,'.');
DelayMs(300);
L1602_string(1,1,"U:000 D:000 Auto"); //開機顯示
L1602_string(2,1,"L:000 R:000 Sun ");
}
/********************************************************************
* 名稱 : void DataDisplay(void)
* 功能 : 光照數值顯示
* 輸入 : 無
* 輸出 : 無
***********************************************************************/
void DataDisplay(void)
{
uchar i;
for(i=0;i<5;i++)
{Up_data = Adc0832_Read_1(0);}Delayus(100); //獲取上方電壓值
for(i=0;i<5;i++)
{Down_data = Adc0832_Read_1(1);}Delayus(100); //獲取下方電壓值
for(i=0;i<5;i++)
{Right_data = Adc0832_Read_2(0);}Delayus(100); //獲取右方電壓值
for(i=0;i<5;i++)
{Left_data = Adc0832_Read_2(1);}Delayus(100); //獲取左方電壓值
AD1.bai1 = Up_data/100%10; //分離百位
AD1.shi1 = Up_data/10%10; //分離十位
AD1.ge1 = Up_data%10; //分離個位
AD1.bai2 = Down_data/100%10;
AD1.shi2 = Down_data/10%10;
AD1.ge2 = Down_data%10;
AD2.bai1 = Right_data/100%10;
AD2.shi1 = Right_data/10%10;
AD2.ge1 = Right_data%10;
AD2.bai2 = Left_data/100%10;
AD2.shi2 = Left_data/10%10;
AD2.ge2 = Left_data%10;
L1602_char(1,3,table[AD1.bai1]+0X30); //顯示百位
L1602_char(1,4,table[AD1.shi1]+0X30); //顯示十位
L1602_char(1,5,table[AD1.ge1]+0X30); //顯示個位
DelayMs(5); //延時5毫秒
L1602_char(1,9,table[AD1.bai2]+0X30);
L1602_char(1,10,table[AD1.shi2]+0X30);
L1602_char(1,11,table[AD1.ge2]+0X30);
DelayMs(5);
L1602_char(2,3,table[AD2.bai1]+0X30);
L1602_char(2,4,table[AD2.shi1]+0X30);
L1602_char(2,5,table[AD2.ge1]+0X30);
DelayMs(5);
L1602_char(2,9,table[AD2.bai2]+0X30);
L1602_char(2,10,table[AD2.shi2]+0X30);
L1602_char(2,11,table[AD2.ge2]+0X30);
DelayMs(5);
if(flag_Auto_or_Hand) //自動模式時顯示
{
L1602_string(1,13,"Auto");
if(flag_Blk_or_Lgt)
{
L1602_string(2,13,"Sun ");
}
else
{
L1602_string(2,13,"Dark");
}
}
else //手動模式時顯示
{
L1602_string(1,13,"Hand");
L1602_string(2,13," ");
}
}
/********************************************************************
* 名稱 : void Auto_Mode(void)
* 功能 : 自動模式
* 輸入 : 無
* 輸出 : 無
***********************************************************************/
void Auto_Mode(void)
{
int Value_Y,Value_X;
Value_Y=(int)Up_data-(int)Down_data; //上下光照值差值
Value_X=(int)Right_data-(int)Left_data;//左右光照值差值
if(flag_Blk_or_Lgt)//尋光
{
if(Value_Y<(-Light_Sensty)) //上方光照值小于下方光照值
{Motor_Down();} //下轉
else if(Value_Y>Light_Sensty) //上方光照值大于下方光照值
{Motor_Up();} //上轉
else if((Value_Y>(-Light_Sensty))&&(Value_Y<Light_Sensty))//上下光照值相差不大
{Motor1_Stop();} //停止
if(Value_X<(-Light_Sensty)) //右方光照值小于左方光照值
{Motor_Left();} //左轉
else if(Value_X>Light_Sensty) //右方光照值大于左方光照值
{Motor_Right();} //右轉
else if((Value_Y>(-Light_Sensty))&&(Value_Y<Light_Sensty))//左右光照值相差不大
{Motor2_Stop();} //停止
}
else //避光
{
if(Value_Y<(-Light_Sensty))
{Motor_Up();} //上轉
else if(Value_Y>Light_Sensty)
{Motor_Down();} //下轉
else if((Value_Y>(-Light_Sensty))&&(Value_Y<Light_Sensty))
{Motor1_Stop();}
if(Value_X<(-Light_Sensty))
{Motor_Right();} //右轉
else if(Value_X>Light_Sensty)
{Motor_Left();} //左轉
else if((Value_Y>(-Light_Sensty))&&(Value_Y<Light_Sensty))
{Motor2_Stop();} //停止
}
}
/********************************************************************
* 名稱 : void Hand_Mode(void)
* 功能 : 手動模式
* 輸入 : 無
* 輸出 : 無
***********************************************************************/
void Hand_Mode(void)
{
if(Key_Up==0)
{
DelayMs(10);
if(Key_Up==0)
{
while(!Key_Up)
Motor_Up();
}
while(!Key_Up);
}
if(Key_Down==0)
{
DelayMs(10);
if(Key_Down==0)
{
while(!Key_Down)
Motor_Down();
}
while(!Key_Down);
}
if(Key_Left==0)
{
DelayMs(10);
if(Key_Left==0)
{
while(!Key_Left)
Motor_Left();
}
while(!Key_Left);
}
if(Key_Right==0)
{
DelayMs(10);
if(Key_Right==0)
{
while(!Key_Right)
Motor_Right();
}
while(!Key_Right);
}
Motor1_Stop();
Motor2_Stop();
}
/********************************************************************
* 名稱 : void Mode_Switch(void)
* 功能 : 模式切換切換自/手動、尋/避光
* 輸入 : 無
* 輸出 : 無
***********************************************************************/
void Mode_Switch(void)
{
if(Key_Pattern==0) //模式切換按鍵按下
{
DelayMs(10); //延時消抖
if(Key_Pattern==0) //確實按下
{
flag_Auto_or_Hand=!flag_Auto_or_Hand;//自動/手動切換標志位反轉
}
while(!Key_Pattern);//松手檢測
}
if(flag_Auto_or_Hand) //如果工作在自動模式
{
if(Key_Blk_or_Lgt==0)//尋/避光按鍵按下
{
DelayMs(10); //延時消抖
if(Key_Blk_or_Lgt==0)//確實按下
{
flag_Blk_or_Lgt=!flag_Blk_or_Lgt;// 尋光/避光標志位反轉
}
while(!Key_Blk_or_Lgt);//松手檢測
}
}
}
void main(void)
{
L1602_init();//LCD1602初始化
flag_Auto_or_Hand = 1;//自動模式
flag_Blk_or_Lgt = 1;//尋光模式
DisplayInit();
while(1)
{
DataDisplay();//數值顯示
Mode_Switch();//模式切換
if(flag_Auto_or_Hand)//控制位為1時
{
Auto_Mode();//自動模式
} //控制位為0時
else
{
Hand_Mode();//手動模式
}
}
}

復制代碼

元件清單
元件值數量/個
電容
104電容（0.01uf） 4
30pf瓷片電容 2
10uf電解電容 1
電阻
500Ω 1
10k 5
10k電位器 1
10k排阻 1
5516光敏電阻 4
晶振 11.0592Mhz 1
51單片機 STC89C52 1
IC芯片座
40p 1
18p 1
8p 2
排針
5p 2
6p 2
3p 2
4p 1
3p*2 1
輕觸按鍵 4腳 7
電源插座 DC005 1
電源開關 SS-12D07 3腳2擋直插 1
LED燈紅色 1
短接帽兩腳 2
M3螺絲
圓頭3*5mm 4
圓頭3*25mm 2
聯軸器固定螺絲 6
M4螺絲圓頭4*60mm 1
螺帽 M3 6
M4 1
聯軸器內徑 4mm-5mm 2
XH2.54排線 6p 1
LCD顯示屏 LCD1602 1
電源線 DC005 1
步進電機 28byj-48 2
ADC0832 直插 2
ULN2803 直插 1

Keil代碼附件下載:

程序.7z (4.68 MB, 下載次數: 151)

ID:962396 · 發表于 2022-7-12 23:52

感謝，學習中

ID:566128 · 發表于 2023-2-14 16:01

請問一下，有仿真圖嗎

ID:505058 · 發表于 2023-3-25 00:33

小白鷺發表于 2023-2-14 16:01
請問一下，有仿真圖嗎

這是我B站的資源

ID:505058 · 發表于 2023-3-25 00:33

我B站的東西都放這來了

ID:47634 · 發表于 2023-3-25 08:55

不錯不錯，很好的制作資料

ID:1068108 · 發表于 2023-4-13 19:44

我想問一下，用stc15內部adc測光強，protues仿真數值可以隨光源距離改變，但是下載到板子一直沒有變化是什么原因

ID:1107443 · 發表于 2024-1-1 20:21

158751hei0141 發表于 2023-3-25 00:33
我B站的東西都放這來了

你B站是啥啊，我去看看你的，我現在正學這個了

ID:289826 · 發表于 2024-3-6 22:38

下載學習一下，謝謝分響

ID:505058 · 發表于 2024-3-17 07:36

此項目是本人于B站發布的項目，B站視頻地址：BV1qQ4y1r7MQ，望各位知悉！！！

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