2.2 控制單元的軟件設(shè)計(jì)

　　軟件是該控制系統(tǒng)的核心，除一些保護(hù)自鎖功能通過(guò)硬件實(shí)現(xiàn)外，大部分功能均通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，整個(gè)軟件采用C語(yǔ)言模塊化編程方式，易于系統(tǒng)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(duì)單片機(jī)進(jìn)行初始化，之后讀取系統(tǒng)初始校驗(yàn)值作為光電旋轉(zhuǎn)編碼器的位置基準(zhǔn)。主循環(huán)程序不斷檢測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，如果滿(mǎn)足復(fù)位條件便發(fā)出指令轉(zhuǎn)入復(fù)位子程序，迅速將電池板轉(zhuǎn)到適當(dāng)?shù)奈恢煤蟠龣C(jī)以等待新的指令;校驗(yàn)子程序?qū)ο到y(tǒng)重新進(jìn)行校驗(yàn)，并將新的位置檢驗(yàn)值存儲(chǔ)到單片機(jī)內(nèi)部自帶的E2PROM中作為新的位置基準(zhǔn)，他可以用來(lái)消除系統(tǒng)的累積誤差，同時(shí)也方便了系統(tǒng)的安裝與調(diào)試;系統(tǒng)通常運(yùn)行在自動(dòng)跟蹤狀態(tài)，單片機(jī)時(shí)刻檢測(cè)太陽(yáng)與電池板實(shí)際位置間的差值并結(jié)合啟動(dòng)條件發(fā)出相應(yīng)的PWM脈沖，來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng);此外主循環(huán)程序還不斷檢測(cè)當(dāng)前太陽(yáng)與電池板的位置，將位置信息通過(guò)數(shù)據(jù)總線與RS 232分別送到液晶顯示與PC機(jī)監(jiān)控軟件系統(tǒng)中，并將有關(guān)位置參數(shù)及時(shí)存到單片機(jī)的E2PROM中。
　為了充分利用EM78247單片機(jī)的系統(tǒng)資源，提高單片機(jī)的檢測(cè)速度，單片機(jī)接收PC機(jī)的數(shù)據(jù)采用中斷來(lái)實(shí)現(xiàn)，流程框圖如圖5所示。

　　3 系統(tǒng)的抗干擾措施

　　能夠可靠穩(wěn)定的運(yùn)行是陽(yáng)光自動(dòng)跟蹤控制器走向?qū)嶋H應(yīng)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(hào)與控制系統(tǒng)信號(hào)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(hào)在輸入到單片機(jī)內(nèi)部之前都經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的光耦合電路加以隔離，較好地防止了輸入電路噪聲對(duì)單片機(jī)運(yùn)算處理的干擾；三是進(jìn)一步優(yōu)化了PCB板的布線結(jié)構(gòu)，減少了過(guò)孔，從而降低了寄生電容和雜散電感對(duì)放大電路的影響；四是保證整個(gè)系統(tǒng)的可靠接地；五是外部信號(hào)采用屏蔽電纜線傳輸，有效控制了信號(hào)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(xiàn)死機(jī)、跑飛等故障時(shí)能夠自我恢復(fù)，提高了軟件運(yùn)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(hù)（如限位保護(hù)）均從軟件與硬件兩方面采取有效措施，實(shí)現(xiàn)軟硬件雙重保護(hù)，從而進(jìn)一步提高了整個(gè)控制器運(yùn)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(yùn)行可靠性均有很大提高，為實(shí)現(xiàn)商品化生產(chǎn)創(chuàng)造有利條件。

　　4 結(jié) 語(yǔ)

　　陽(yáng)光自動(dòng)跟蹤控制器的穩(wěn)定性與可靠性一直是其沒(méi)有被大規(guī)模應(yīng)用的主要問(wèn)題之一。本文基于EM78247單片機(jī)為控制核心，設(shè)計(jì)了一種自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)高度角與方位角轉(zhuǎn)動(dòng)的陽(yáng)光自動(dòng)跟蹤控制器，試驗(yàn)運(yùn)行結(jié)果表明該系統(tǒng)跟蹤準(zhǔn)確、能耗低、可靠性高、系統(tǒng)性能穩(wěn)定，發(fā)電效率提高20%以上，具有較大的應(yīng)用價(jià)值。