AT89C52槽式聚焦太阳能集热器的设计+CAD图纸(12)
从传感器输出的信号必须经过调理才能够连入数据采集板，信号调理通道主要完成
了模拟信号的衰减、放大、隔离、滤波、传感器激励和线性化等功能。理想的传感器能
够将被测量转换成高输出电平的电量，但是实际情况下，数据采集时，来自传感器的模
拟信号一般都是比较弱的低电平信号，因此需要对信号进行放大。而A/D转换器的分辨
率以满量程电压为依据，因此为了充分利用A/D转换器的分辨率，需要把模拟输入信号
放大到与其满量程电压相应的电平。而传感器和电路中器件不可避免的会产生噪声，周
围各种各样的发射源也会使信号耦合上噪声，因此需要利用滤波器衰减噪声以提高输入
信噪比。
微弱信号都要进行放大以提高分辨率和降低噪声，也就是使调理后信号的最大电压
值和 ADC 的最大输入值相等，这样可以提高精度。同时，高分辨率可以降低高大倍数
要求并可以提高较宽的动态范围。仪器信号调理的前端系统有几种放大模式，靠近传感
器的微弱信号经过放大增益，最后只把大信号送给计算机，以使噪声影响减到最小[19]
。
2.4.4 单片机
控制系统的种类很多， 根据不同的应用场所和采用芯片的不同可以分为工控机控制、
可编程控制器（PLC）控制、单片机等。
单片机是把微型计算机主要部件都集成在一块芯片上，故可以把单片机看成是一个
不带外部设备的微计算机。由于单片机具有功能强、体积小、可靠性高、面向控制和价
格低廉等优点得到了广泛应用。
单片机介于工业控制计算机和可编程控制器之间，它有较强的控制能力、低廉的成
本。在选择控制器时，往往是在先满足功能需要的同时，优先选择成本低的控制器，因
此，单片机往往成为优先选择的目标。
AT89C52是一个低电压，高性能 CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写
的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM） ，器件采用 ATMEL
公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准 MCS-51 指令系统，片内置通用 8 位
中央处理器和Flash存储单元，AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。 槽式聚焦太阳能集热器的设计 17
城市建设和安全工程学院 毕业论文
图 2-7 AT89C52单片机电路原理图
AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断
口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2 个读写口线，AT89C52可以
按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和 Flash 存储器结合在
一起，特别是可反复擦写的 Flash存储器可有效地降低开发成本。
2.4.5 步进电机及驱动电路
在步进电机工作中，其电源大多是采用单极性直流电，通过对步进电机的各相绕组
按恰当的时序方式通电，就可使其执行步进转动。在槽式发电系统中，槽型抛物面反射
镜根据其采光方式，分为东西向和南北向两种布置形式。东西向只作定期调整；南北向
布置时一般采用单轴跟踪方式。所以本系统所用电机为四相电机，当两相绕组通电时，
相应的两个磁极就分别形成N-S极，产生磁场，并与转子形成磁路。在磁场的作用下，
转子将转动一定的角度，使转子齿与定子齿对齐，从而使步进电机向前“走”一步。因
此，控制电机转动主要是按照电机转动方向的要求,由单片机顺序地输出相应的控制信号