基于MSP430单片机的光源跟踪系统

南京工程学院康尼学院TI杯电子设计竞赛点光源跟踪系统指导老师：学生：目录TI杯电子设计竞赛 (1)一.系统方案 (3)1.1设计要求 (3)1．基本要求 (3)2．发挥部分 (3)1.2方案论证与比较 (4)1.运动控制方案的选择与论证 (4)2.跟踪光源模块 (4)3.模/数转化模块 (4)二.理论分析与计算 (4)2.1舵机的控制方法与参数计算 (4)三.电路与程序设计 (5)3.1系统总体硬件框图 (5)3.2寻光模块电路 (6)3.3程序设计流程图 (7)四.测试方案与测试结果 (7)4.1测试方案 (7)五．结论与设计感想 (8)5.1结论 (8)5.2设计感想 (8)六．参考文献 (8)七．附录 (9)点光源跟踪系统摘要：本点光源跟踪系统以MSP超低功耗单片机系列MSP430F147为核心，完成对光源走直线或者走圆的跟踪等功能。

在机械结构上，我们用2个舵机实现它2个自由度的寻找光源。

采用光电三极管来检测光源的位置，并用激光笔来指向光源。

基于可靠的硬件设计和稳定的软件算法，实现题目要求。

我们更附加了硅光电池给它另外供电。

关键词：MSP430F147 舵机光电三极管光源一.系统方案1.1设计要求1．基本要求（1）光源跟踪系统中的指向激光笔可以通过现场设置参数的方法尽快指向点光源；（2）将激光笔光点调偏离点光源中心30cm时，激光笔能够尽快指向点光源；（3）在激光笔基本对准光源时，以A为圆心，将光源支架沿着圆周缓慢（10~15秒内）平稳移动20º（约60cm），激光笔能够连续跟踪指向LED点光源；2．发挥部分（1）在激光笔基本对准光源时，将光源支架沿着直线LM平稳缓慢（15秒内）移动60cm，激光笔能够连续跟踪指向光源。

（2）将光源支架旋转一个角度β（≤20º），激光笔能够迅速指向光源。

（3）光源跟踪系统检测光源具有自适应性，改变点光源的亮度时（LED驱动电流变化±50mA），能够实现发挥部分（1）的内容；（4）其他。

2011-2012德州仪器C2000及MCU创新设计大赛项目报告题目：基于MSP430的太阳跟踪系统组别：本科组应用类别：控制系统类平台：MSP430题目：基于MSP430的太阳跟踪系统摘要（中英文）基于MSP430的太阳跟踪系统本设计基于MSP430f149芯片，制作了一个用于精确跟踪太阳收集能量的系统。

系统由430单片核心、光信号采集转换、追踪太阳部分、电压采集、无线数据发送、PC机交互界面六部分组成。

光信号采集转换卡感知太阳位置实现跟踪，由AD实时采集各部分电压并发送到PC上实现实时监控。

关键词：太阳跟踪、msp430Sun tracking system based on the M SP430T his design based on the MSP430f149 chip, made a used to accurately track the sun collect energy system. By 430 single chip system core, light signal acquisition conversion, track the sun part, voltage collection, wireless data transmission, the PC interface six parts. The light signal acquisition conversion card perception the sun position track, and the real-time data acquisition by AD each part to achieve the PC voltage and real-time monitoring.Key words: the sun tracking 、msp4301.引言随着现在社会太阳能利用的普及，太阳能利用率成了一个大家普遍关注的问题。

全国大学生电子设计竞赛2010年TI杯模拟电子系统专题邀请赛-点光源跟踪系统（B题）作者:朱洒(16007520)何东辉(16007524)陈玉伟(16007514)学校:东南大学点光源跟踪系统设计报告指导老师:作者:朱洒何栋辉陈玉伟东南大学电气工程学院摘要本方案采用程控恒流源来驱动LED灯,INA270A测量电流,光敏三极管作为传感器采集光强信号,采用双轴舵机作为驱动执行机构,实现了点光源的全方位三维立体跟踪,选用TI公司的MSP430F4260作为处理器.D/A输出控制LED灯的亮度,两路PWM输出用于驱动两个轴上的电机,分别采用两个光敏三极管作为两个轴方向上的差动输入,有效抑制了环境光的影响,经A/D采集输入,逻辑判断,控制两个舵机动作,确保点光源位于四个光敏三极管正对的中心,实现了快速,准确,全方位跟踪的目标.关键字: 恒流LED 光敏三极管舵机 INA270AbstractThe LED lights is driven by programmable constant current source, measuring current by IN270A,collecting the light intensity signals by phototransistor, using a biaxial servo actuator to realize the full range of electrical light three-dimensional tracking, choosing TI's MSP430F4260 as the processor. D / A output controls LED light intensity, two motors on axi-x and axi-z are driven by two PWM outputs, each one with two phototransistors that were used as two differential inputs, inhibiting the effects of environmental light effectively, via A / D acquisition input, logic to judge, control two servo action to ensure that the point source is on the centre of the four phototransistors, achieving tracking of target fastly, accurately and comprehensively.Keyword : Constant Current LED phototransistor steering INA270 一、系统整体设计:二、方案论证:1.电机模块方案方案一:步进电机驱动.采用带减速器的28BYJ48型步进电机,理论精度可达5.625/64°,且控制简单,响应速度快.但电机驱动能力有限,不易用两个做成双轴形式,只能实现二维平面上的跟踪,当沿直线移动点光源时点光源会脱离光敏三极管组成的斜面,造成跟踪误差.方案二: TowerPro MG945金属齿大扭矩舵机驱动.可以在一个舵机的轴上固定另一个舵机实现双轴追踪,且有成品可直接使用.控制采用pwm波脉宽直接调节偏移角度,控制起来也很方便.所以本作品采用方案二.2.点光源接收方案方案一:光电池采集采用光电池进行光强采集,由于光电池短路电流与光强呈线性关系,经I/F变换可输出随光强线性变化的电压信号.但由于采集距离有两米远,电压变化较很小,要经过背景光消减,差模信号放大等一系列信号调理才能送入单片机.而且关电池接收面积大,不容易确定电光源位置.方案二:光敏三极管差动采集光敏三极管灵敏度远高于光电池,但受外界环境影响飘动比较严重,用两个光敏三极管采集电光源两侧的光强差,可以有效消除外界环境光的干扰.光敏三极管接收面不仅小而且是一个有聚光功能的透镜,更容易确定点光源的位置.因此,选择方案二.3.LED驱动模块方案方案一:采用压控恒流源.通过运放op07,场效应管以及采样电阻组成压控恒流源(详细原理见下文),通过D/A输出精确控制,这样控制方便,唯一的缺点是采用线性电源,当电流较大时稳压管发热比较严重,能源利用效率不高.但通过添加散热片,可以用于一段时间的实验.方案二:采用TPS61062专用LED驱动芯片该芯片采用开关电源模式,效率较高可达80%,但由于采用贴片封装,虽然经过电路板引出,我们测试时,只实现了PWM对其亮度的控制,对于数字控制方式精确控其电流没有能够实现,所以不得不放弃这个方案.因此,最终我们选择了方案一.4.电流测量模块方案一:采用小阻值的精密电阻或者康铜丝,但很遗憾我们手边没有买到器材. 方案二:采用9个1Ω普通电阻电阻并联.然后使用INA270转换为电压信号,送入单片机进行A/D转化,经过换算后通过液晶显示出来.采用9个1Ω普通电阻并联不仅可以减小流过每个电阻的电流减小发热的影响,还可以提高电阻精度减小误差.三、各模块原理,实现以及理论分析计算:1.LED驱动及电流检测电路如下:Op07虚短,DAC输入电压相当于直接加到R2上,忽略放大器输入段以及场效应管基极电流,漏极电流为VDAC/R2.其中R2采用7个18Ω电阻并联.要求驱动电流为150mA到350mA可调,VDAC=R2*I,变化范围为0.386V-0.9V.MSP430的DA端口很容易产生这样的参考电压电压,我们采用步进25mA的调节方式.当电流为最大值350mA时,采样电阻上的电压为(0.35/9)v,INA270有着固定的增益为14，最终输出的最大电压为0.544V.MSP430自带的16位SD16_A 进行A/D转换,可实现很精确的测量.而实际上0.11欧姆电阻很小,易受焊点导线等影响,实际采样电阻大于0.11欧姆,我们通过测量一组实验值,进行校准最终得到了较理想的测量结果.另外,为保证场效应管工作在线性区,又不至于功率损耗过大.LED驱动电源电压VCC选取为7V.2.光源检测模块电路图如下:VCC取5v，两个10k的滑动变阻器用于校准两个光敏三极管因参数不对称造成的差模输入。

基于MSP430的太阳角度追踪系统南京航空航天大学自动化学院姚嘉俊【摘要】本文基于MSP430单片机为控制核心，设计了一种自动追踪太阳高度角与方位角转动的自动太阳追踪器，现场运行结果表明该系统跟踪准确、能耗低、可靠性高、系统性能稳定，发电效率提高25%以上，具有重大的现实意义。

【关键词】太阳追踪；单片机；效率能源是人类赖以生存和发展的物质基础。

近几十年来，能源问题一直是举世瞩目的重大问题之一。

人类正在急切寻求可替代常规能源的新能源。

太阳能作为一种清洁无污染的能源, 发展前景非常广阔。

太阳能发电技术已成为全球发展速度最快的技术之一。

然而它也存在着分散性、不稳定性、效率低和成本高的问题, 这就对太阳能的收集和利用提出了更高的要求。

要使太阳能发电真正达到实用水平，一是要提高太阳能光电变换效率并降低其成本，二是要实现太阳能发电同现在的电网联网。

目前很多太阳能电池板阵列基本上都是固定的,没有考虑到太阳光线与地表角度问题，因此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 %。

当然，特殊用途和实验室中用的太阳电池效率要高得多，如美国波音公司开发的由砷化镓半导体同锑化镓半导体重叠而成的太阳电地，光电变换效率可达36％，快赶上了燃煤发电的效率。

但由于它太贵，目前只能限于在卫星上使用。

因此在太阳能利用中, 进行追踪是十分必要的。

本文提出一种新型的基于MSP430单片机的太阳光自动追踪系统设计方案, 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, 有效的保证太阳能电池板能够时刻正对太阳，最大限度的提高太阳跟踪精度，完美实现适时跟踪，最大限度提高太阳光能利用率，提高发电效率。

一、自动追踪系统的组成和结构基本原理框图该系统时刻检测太阳与光伏阵列的位置并将其输入到控制单元，控制单元对这2个信号进行比较并产生相应的输出信号来驱动旋转机构，使太阳光时刻垂直入射到光伏阵列的表面上。

中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1009-2552(2010)11-0160-03基于M SP430的点光源跟踪系统的设计朱丽霞(常州轻工职业技术学院,常州213164)摘 要:系统是以T I公司的超低功耗M C U M SP430为核心,利用光敏二极管排列成矩阵对摄像头采集点光源在液晶屏所成的像进行采样,经过单片机运算后适时的调整和控制步进电机来实现工作台X/Y方向移动,以达到精确定位的目的。

经过实际的参数的测试和分析,验证了系统的可行性和有效性。

关键词:M SP430;跟踪;光敏检测;步进电机控制;摄像头Desi gn of tracki ng syste m for a poi nt source based on M SP430Z HU Li x ia(Changzhou Institu te of L igh t I ndu stry T echnology,Changzhou213164,Ch ina) Abstract:A point source fro m the ca m era LCD screen is captured using Pho tod i o des arranged i n a m atrix i n to the i m age of the sa m p le i n th is desi g n syste m tak i n g ultra l o w-po w er MCU M SP430.The stepper m otor is adjusted ti m e l y and controlled to achieve the tab le X/Y d irecti o n i n order to ach ieve the purpose of precise position i n g after the m icr ocontr o ller operati o n.A fter the act u al test and analysis of para m eters,the feasi b ility and effecti v eness of the syste m is verified.Key words:MSP430;track i n g;sensitive detecti o n;stepper mo tor con tro;l ca m era0 引言文中设计的系统是源自于2010年T I杯江苏省电子设计大赛,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。

基于MSP430的红外光源控制系统及其硬件设计摘要随着集成电路技术、微控制器技术、光谱技术高速发展，基于红外光光谱特性的应用越来越广泛。

红外光源被广泛应用于气体分析、激光测距、机器人定位、遥感、非接触式测温等诸多领域中。

然而由于红外光源通常功率较大，导致制约相关红外光源应用技术的发展。

随着近年来集成电路技术飞跃式的发展，微控制器、大功率场效应管等电子元器件性能得到大幅度提高，使得利用微控制器控制红外光源成为一种主流趋势。

本设计通过利用MSP430单片机以及稳压电压实现红外光源的电压控制以及利用微控制器技术控制场效应管的通断实现红外光源的电子调制。

关键词：红外光源；调制；电压控制；MSP430；MSP430-based infrared light source control system and its hardwaredesignAbstractWith the rapid development of integrated circuit technology, microcontroller technology, and spectroscopy technology, applications based on the spectral characteristics of infrared light are becoming more and more extensive. Infrared light sources are widely used in gas analysis, laser ranging, robot positioning, remote sensing, non-contact temperature measurement and many other fields. However, due to the relatively high power of infrared light sources, the development of related infrared light source application technologies is restricted. With the rapid development of integrated circuit technology in recent years, the performance of electronic components such as microcontrollers and high-power field effect transistors has been greatly improved, making the use of microcontrollers to control infrared light sources a mainstream trend. This design uses the MSP430 MCU and the stabilized voltage to realize the voltage control of the infrared light source and the microcontroller technology to control the on and off of the field effect tube to realize the electronic modulation of the infrared light source.Keywords: Infrared light source; modulation; voltage control; MSP430;目录1前言 (2)1.1本设计的目的及意义 (2)1.2本设计在国内外的发展概况及存在问题 (3)1.3本设计应解决的主要问题 (3)2本设计 (4)2.1系统方案 (4)2.2 硬件设计软件原理 (5)2.3电源电路原理与设计 (6)2.3.1单片机稳压电路设计 (6)2.3.2数控可调电压电路设计 (8)2.3.3数字电位器电路设计 (10)2.4单片机电路原理与设计 (11)2.5 按键电路原理与设计 (13)2.6 串口电路原理与设计 (13)参考文献 (14)谢辞 ...................................................... 错误!未定义书签。

MSP430 单片机的光电跟踪伺服系统研究方案
0 引言
光电跟踪系统是以光电器件(主要是激光器和光电探测器)为基石，将光学
技术、电子/微电子技术和精密机械技术等融为一体，形成具有特定跟踪功能的装置。

目前国内外较先进的光电跟踪系统多以激光测距仪、电视跟踪仪和红外跟
踪仪三位一体为核心构成。

采用机械方法实现跟踪系统控制起来还不太灵
敏。

对于一个光电追踪系统，一般通过目标识别、位置信号检测、位置信号
处理、PID 伺服控制计算、驱动控制、位置反馈、目标不间断跟踪，完成特
定跟踪任务。

而与之配套的目标识别检测处理与PID 伺服控制实现是非常重要的部分，是保证整个系统能否正常工作的关键。

为更好地实现精确的跟踪伺服系统，本方案中使用MSP430 单片机完成对目标定位跟踪的PID 闭环控制，采用S066A 的国产四象限探测对目标进行识别跟踪定位。

MSP430 单片机是美国TI(德州仪器)公司近年推出的16 位高性能混合信号处理器。

由于它具有处理能力强、运算速度快、集成度高、外
部设备丰富、超低功耗等优点，因此在许多领域内都得到了广泛的应用。

S066A 国产四象限探测器光谱响应范围在400~1 100 nm，它的峰值波长为940 nm，它具有较高的灵敏度和精确度，广泛运用于位置检测，光学定位，距离探测等方面。

本研究方案的意义在于一方面对四象限探测器件以及新式低功耗高集成的
微处理器的使用和推广;另一方面探索一种新的机械对准结构设计以及为低成本跟踪系统的研制提供一种可行性方案。

1 总体设计方案。

点光源跟踪系统的研究[摘要] 本系统采用MSP430F2274作为控制核心，通过键盘修改参数，全面实现了题目中的基本要求和发挥部分要求。

建立二维坐标，使用两个舵机分别控制随动系统垂直方向和水平方向，使得激光笔能够更加快速准确的指向光源，尤其是当光源沿直线运动时。

当光源移动30cm时，随动系统能够快速自动找到光源。

[关键词] MSP430 随动系统实时跟踪伺服电机一、方案比较与论证本设计要求实现随动系统能够定点找到光源，随动追踪光源，光源沿弧线和直线运动时均能够找到光源等。

根据题目要求，本系统由单片机、LED光源、捕获光强、放大电路、舵机等五个模块构成，各模块经过多个方案的比较与论证，最终提出了使系统最优化的整个系统方案。

系统总体框图如图B-1所示。

1、捕获光强系统模块捕获光强系统模块主要由光敏三极管、激光笔组成。

方案一：一维随动系统，采用一个光敏三极管和一个激光笔的方式。

如图B-2所示。

G为光敏三极管J为激光笔光敏三极管G位于激光笔J的上方，两者在垂直方向处于同一直线上，以光敏三极管为中心可水平转动。

初始调整位置时，光敏三极管的轴线与激光笔的轴线要相交于光源B。

光敏三极管接收来自光源B的光照，如图B-3。

首先找到让光敏三极管扫描一次，得到最大电压值Um，从而找到最大的光强位置，即光源。

当光源发生移动时，光敏三极管接收到的光强减小，此时控制随动系统跟踪光源的运动方向进行移动。

此方案电路简单，容易调整三极管和激光笔的初始位置。

但是光源沿直线运动时，光敏三极管和激光头的轴线不可能交与一点，导致跟踪光源时出现偏差。

由于随动系统只能水平转动不能垂直转动，导致当光源沿直线LM移动时，激光笔不能准确的指向光源，存在固有误差图B-3三极管接受光源示意图方案二：二维随动系统。

采用四个光敏三极管成十字形排列，一个激光笔位于十字中心。

如图B-4所示。

图B-4方案二其中采用一个伺服电机控制L和R两个光敏三极管三极管用于沿水平方向捕获光强，另一个伺服电机控制S和X用于沿垂直方向捕获光强，最终寻找的光源位置为水平扫描和垂直扫描的交点。

基于msp430的点光源跟踪系统设计周小军 何志龙 武小栋摘要 本设计采用MSP430F149 单片机作为整个系统的控制核心，利用4个光敏三极管来接收点光源发出的光并将检测到的信号放大后传给控制器MSP430F149单片机，经过单片机的运算和处理来确定点光源的位置，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，位于传感器中间的激光笔将精确的指向点光源。

关键词： MSP430 点光源 跟踪 传感器1 方案设计与论证根据题目的要求，系统的设计可分为控制器（msp430）模块，电机驱动模块，点光源检测模块，液晶显示模块，LED 驱动模块组成。

系统设计总框图如图1：1.1主控芯片的选择 方案一：采用传统的51单片机，运用比较广泛，上手比较快。

但是本系统的程序量比较大，内部资源要求比较丰富，51单片机难以胜任这些功能。

光敏三极管键盘MSP430F149 1602液晶纵轴电机 横轴电机 图1 系统设计总框图方案二：采用MSP430F149低功耗单片机，其I/O口资源丰富，有12位AD转换、16位定时器、精密的比较器等，信息处理功能强大，能够很好的实现系统的要求。

故选择此方案。

1.2电动机的选择本系统电机的主要作用是调整激光笔的位置，指向点光源，可选取的类型如下方案：方案一：步进电机。

在非超载的情况下，电机的转速、停止位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响。

每给一次脉冲信号，电机能够转过一个步距角。

方案二：直流减速电机。

此电机在正常通电状态下，转速平稳，角度的变化也近乎连续，控制简单方便。

根据设计的要求可知，直流减速电机的速度不容易控制，而步进电机的控制和实现相对简单一些。

因而选用方案一。

1.3电动机驱动方案的选择本系统中选的是步进电机，步进电机驱动有一下三种方案可选择：方案一：采用功率三极管作为功率放大器的控制步进电机。

“点光源跟踪系统”的设计与实现摘要：本点光源跟踪系统由MSP430F5438单片机、bh1750fvi-e光强传感器，LED 灯和云台等组成闭环控制系统，主要模块有LED驱动电路模块、云台控制模块和光能检测模块。

在芯片TPS61062控制的驱动电路作用下产生电流可调的点光源，通过光能检测模块比较各方位光照强度，控制不同继电器的导通从而控制云台向某个方向转动，实现追光功能。

而且，需要校准时也可以用红外进行手动调节。

关键词：MSP430单片机，光能检测，云台控制“The point source Tracking System” 的设计与实现Abstract：The point source tracking system by the MSP430F5438 MCU, bh1750fvi-e light intensity sensors, LED lights and head composed of closed-loop control system, the main module has LED driver circuit module, PTZ control module and the light detection module. TPS61062 chip under the control of drive circuit produces current adjustable light source, light detection module by the parties to place light intensity compared to control conduction of different relays to control head rotation in a certain direction, to achieve functional recovery of light. Moreover, the need for calibration can also be adjusted manually using infrared.Key Words：MSP430 microcontroller, light detection, PTZ control一、方案比较与论证1、LED驱动模块的方案比较与论证方案一：用电源直接在LED的两端加一个电压使LED发光，但这样需要一个可调电压源，通过调节电压来改变LED的电流，从而实现亮度的调节，由于电压的调节很难实现精确的步进，使得这种调节方式线性度很差，给我们监测电流造成了一定的难度，而且这种方案容易损坏LED灯，故未采用此方案。

基于MSP430单片机的室内灯光控制器的设计与制作1.引言室内灯光控制器的设计与制作是一项基于MSP430单片机的项目。

通过该项目，可以实现对室内灯光的控制和调节，提高室内灯光的舒适度和能耗效率。

2.设计概述该室内灯光控制器的设计采用MSP430单片机作为控制核心，通过传感器获取室内环境的亮度和人体活动状态，并根据预设的策略来自动调节灯光的亮度和开关。

同时，用户可以通过设置开关或调节旋钮来手动控制灯光。

3.系统组成该室内灯光控制器系统主要由以下几个部分组成：a)MSP430单片机：作为控制核心，并负责实时监测环境数据和控制灯光。

b)光敏传感器：用于感知室内环境的亮度。

c)人体红外传感器：用于感知人体活动状态，以便根据需要调整灯光亮度。

d)电源：提供系统所需的电能。

e)LED灯：用于室内照明。

f)通信接口：可以与外部设备（如开关、旋钮等）进行通信和交互。

4.系统工作原理系统工作流程如下：a)系统初始化：启动时，进行传感器和通信接口的初始化，并设置初始的灯光亮度。

b)监测环境数据：通过光敏传感器实时监测室内环境的亮度，并将数据传输给MSP430单片机。

c)监测人体活动状态：通过人体红外传感器实时监测人体的活动状态，并将数据传输给MSP430单片机。

d)根据策略调整灯光：MSP430单片机根据传感器数据和预设的策略，自动调整LED灯的亮度。

e)外部控制：用户可以通过设置开关或调节旋钮来手动控制灯光的开关和亮度。

5.制作过程a)硬件搭建：根据设计需求，将MSP430单片机、光敏传感器、人体红外传感器、LED灯和通信接口连接在一起，并进行合适的布局。

b)软件开发：使用MSP430单片机的开发工具进行软件开发，包括初始化、数据处理、策略制定和通信接口的编程。

c)系统调试：完成硬件搭建和软件开发后，进行系统调试，包括传感器数据的准确性验证、应答速度和稳定性的测试等。

d)性能优化：根据实际情况进行性能优化，如灯光控制的精确性、动态响应速度等。

电光源跟踪系统（B题）摘要：本文介绍了一个能够检测并指示点光源位置的光源跟踪系统，系统以MSP430F147为核心，同时用到TI公司生产的OPA820与OPA842两种运算放大器作为电压跟随器，通过分析采集来的信号，来实时控制步进电机的正反转，以实现对点光源的自动跟踪。

关键词：点光源自动跟踪MSP430F147 步进电机Abstract：This paper introduces a testing and instructions to the point light source position tracking system which use MSP430F147 as the core. Simultaneously uses two kinds of operational amplifier: OPA820 and OPA842 ，which TI Corporation produces ，to take the voltage follower .This system through the analysis of acquired signal and real-time control of stepping motor rotation.Key words：point light source Automatic tracking MSP430F147 Stepping motor 1．方案设计1.1方案分析当激光棒偏离点光源时，激光棒左、右，上、下两组光电池因为接受的光强不一样，其阻值大小变化不同，我们通过运算放大与转换电路将电阻的改变转换为电压信号的变化，然后通过单片机将转换后的两组，4路电压信号进行比较，根据比较结果控制电机带动激光棒左右，上下转动，直到激光棒中间的电压信号最强时，电机停止转动，此时激光棒刚好正对光源，从而实现了点光源跟踪系统。

1.2方案选择与论证1.2.1光感器件的选择方案一：利用高光敏电阻作为光感器件，光敏电阻由能透光的半导体光电晶体构成，因半导体光电晶体成分不同，又分为可见光光敏电阻（硫化镉晶体）、红外光光敏电阻（砷化镓晶体）、和紫外光光敏电阻（硫化锌晶体）。

题目光源自动跟踪系统组别第三组姓名农世安、黄勇深、廖晓系（院）信息工程系班级 11应用电子（3+2）指导教师龙祖连、倪杰、张存吉二O一二年九月三日光源自动跟踪系统要摘本设计以TI公司提供的16位超低功耗、高性能嵌入式微控制器MSP430为核心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。

循迹小车沿半径r =80cm的半圆黑色循迹线（线宽20mm）自C点运动到D点，在D点停留5S后关掉LED灯并自动返回C点，表示一天周期的结束。

放置在地面的光源跟踪系统，通过运用光敏器件的检测、传感器、AT89S52单片机的强大功能及相关外围电路设计产生控制信号传递给步进电机，使步进电机带动激光笔进行左、右等方向进行光源的实时检测及精确的跟踪。

本文着重讨论电机控制与光源检测定位方法。

关键字光源检测及跟踪光敏器件步进电机目录一、引言 (4)任务与要求 (4)二、方案的选择与论证 (5)1、微控制器模块的选择与论证 (6)2、光敏元器件的选择与论证 (7)3、电机的选择与论证 (8)4、电机驱动模块的选择与论证 (9)5、显示模块的选择与论证 (9)6、方案确认 (10)7、方案论证 (10)三、系统总体设置 (11)1、系统硬件流程图 (11)2、系统软件流程图 (12)四、系统单元设计 (14)1、单片机最小系统 (14)2、电源电路 (15)3、黑白线检测模块 (16)4、电机驱动模块 (16)五、系统总体测试 (17)六、总结 (17)一、引言.任务与要求：设计并制作一个能够检测并指示点光源位置的模拟光伏发电太阳光自动跟踪系统，系统示意图如图1所示。

光源B使用单只1W白光LED（不得使用任何聚光装置），固定在一可调速循迹小车上，循迹小车沿半径r =80cm 的半圆黑色循迹线（线宽20mm）自C点运动到D点，在D 点停留5S后关掉LED灯并自动返回C点，表示一天周期的结束。

循迹小车的速度以自C点运动到D点的时间为20~50S 可调节。

点光源跟踪系统【摘要】：本系统设计以MSP430F169微处理器为控制器点光源自动跟踪系统，点光源跟踪系统由光源检测控制和点动光源两大部分组成。

光源检测控制通过单片机控制两个步进电机，实现激光笔左右上下两个方向运动，可实现精准跟踪光源，点动光源用恒流源控制1W LED发光，光敏三极管构成见检测光源位置电路。

系统使用NOKIA3510彩色液晶显示，不仅美观，而且菜单显示使系统可视化。

本系统结构简单，功能强大，系统稳定。

关键词：步进电机MSP430F169 NOKIA3510 光敏三极管一系统整体方案确立与单元模块方案论证及比较本题任务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。

自动跟踪系统要实现检测光源和跟踪光源，通过光敏器件检测光照强度判断光源的位置，辅以微处理器控制电机，电机控制激光笔的左右上下运动来跟踪光源。

有以下两种总的方案可供选择：（1）电机的选择方案论证方案一：实用云台机构。

利用全方位云台内部的两个电机，分别控制激光笔上下、左右转动；这种方案的优点是控制起来较比较方便，机械性能较好，但是市场上云台价格较贵，由于云台通过同步电机实现转动，运动惯性比较大，不易控制。

方案二：控制步进电机。

利用两个步进电机，分别控制激光笔上下、左右向的转动；步进电机控制方便，驱动电路设计容易。

这种方案的优点是经济。

综上所述：考虑到激光笔上下左右运动的角度非常微小，而且步进电机便宜，故选用方案二。

（2）电机驱动模块选择方案一：采用专用芯片L298N作为电机驱动芯片。

L298N是一个具有高电压大电流的全桥驱动芯片，它工作频率高，一片L298N可以控制1个步进电机，而且还带有控制使能端。

用该芯片作为电机驱动，操作方便，稳定性好，性能优良。

方案二：用分立元件构成驱动电路。

由分立元件构成电机驱动电路，结构简单，价格低廉，在实际应用中应用广泛。

但是这种电路工作性能不够稳定。

方案三：用高耐压、大电流达林顿陈列—ULN2003做驱动电路。

基于MSP430单片机的智能照明控制系统的设计摘要：为了解决生活中“长明灯”的浪费现象，设计了低功耗、低成本的智能照明系统。

采用单片机MSP430F149为主控制器，以热释电红外传感器来探测室内是否有人，并根据光照度传感器探测的环境亮度，来实时调节和控制室内LED的照明情况，最终达到智能照明以及节能的效果。

关键词：智能照明；MSP430F149；传感器随着经济的发展和社会的进步，生活中的照明系统也日趋智能化和节能化。

传统的照明只有开、关，无逻辑时序及亮、暗调光控制，因此主要依赖于人们的主动性。

然而智能照明系统主要在很大一定程度上尽可能的满足人们的生活、工作、学习的需求，它主要是通过主电源经过可编程控制后实现，LED照明系统全自动的实现人们预先设定的适合的照明效果，从而使照明更加智能化及人性化。

另外智能照明还有减少不必要的耗电进而达到良好的节约资源的效果，它主要通过充分利用大自然的光作为光源，以人工光作为补偿，结合室内有无人员情况，在室内光不足以满足人们视觉需要时才启用照明灯，经使用证明此种方式节能可达30%上下，可见效果明显。

通过智能可以让室内照明减少过多的长明灯，也避免了很大的资源浪费。

1系统设计系统由红外探测模块、单片机控制模块、照度探测模块、驱动模块等构成（见图1）。

智能照明控制器先利用红外探测模块采集信息传送给主控制器单片机来判断室内是否有人，进而去控制照明驱动电路的开关是否闭合，再根据光照度探测模块采集到的信号送往单片机，单片机根据此信号去控制输出PWM波的占空比，进而调节照明灯的光照强度来达到恒光照照明。

2 硬件部分2.1中心控制模块在单片机控制器的选择上，本文采用TI公司生产的MSP430系列单片机中的MSP430F149。

MSP430系列单片机是美国德州仪器公司（WI）近几年开发的新一代单片机，该单片机在设计上采用了全新的概念，其功能远超过其他系列单片机的功能故称之为混合型单片机。

点光源跟踪系统目录1.【摘要】 (1)2.系统整体方案确立 (2)3.方案设计论证与比较 (2)3.1方案设计 (2)3.2方案论证与比较 (2)3.2.1控制核心的选择与比较 (2)3.2.2恒流源的选择与比较 (3)3.2.3光敏器件的选择与比较 (3)4.系统的建立 (4)4.1系统构建框图 (4)4.2硬件电路的制作 (4)4.2.1可调恒流源电路 (4)4.2.2光源检测电路 (5)4.2.3 msp430最小系统 (6)4.2.4 JS-8580-V6C驱动步进电机模 (6)4.3程序设计 (7)4.3.1程序系统框图 (7)4.3.2程序代码 (8)5.系统调试 (9)5.1调试仪器 (9)5.2调试结果 (9)5.2.1 恒流源数据测试 (9)5.2.2系统测试 (10)点光源跟踪系统1.【摘要】本系统设计是由MSP430F149单片机为控制核心，由恒流源控制1w的大功率LED做点动光源。

以光敏电阻作为光源检测传感器，用步进电机来自由转动带动激光笔跟踪点光源的自动跟踪系统. 该系统由430单片机最小系统、点光源检测、步进电机驱动等电路组成，利用三个光敏电阻实现点光源强度和移动方向的检测，通过信号放大和处理，送入单片机内部电路，单片机将采样结果进行分析和处理，控制步进电机运转的步距和方向，从而达到点光源的精确跟踪。

关键词：MSP430；恒流源；步进电机；光敏电阻。

点光源跟踪系统2.系统整体方案确立作品以1w白光LED作为光源，固定在一支架上，且LED的电流可调范围为150mA到350mA，在一定的角度，范围内移动支架，确保跟踪系统中的指向激光笔可以尽快的指向光源。

3.方案设计论证与比较3.1方案设计由于要以1w的白光LED作为光源，且电流调节范围有限制，所以需要选择一个好的恒流源达到要求，其次在感光系统中，要做到精准的跟踪和定位光源，因此光电传感器的选择也很重要。

在这两者的设计中，有以下几种方案。