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CN111123794B - 碟式太阳能集热发电跟踪系统中步进电机的发热量控制系统 - Google Patents

碟式太阳能集热发电跟踪系统中步进电机的发热量控制系统 Download PDF

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CN111123794B
CN111123794B CN201911393594.6A CN201911393594A CN111123794B CN 111123794 B CN111123794 B CN 111123794B CN 201911393594 A CN201911393594 A CN 201911393594A CN 111123794 B CN111123794 B CN 111123794B
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stator
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temperature
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党怀东
曹喜生
张亦龙
孙亚鹏
温欢
赵兴彦
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Tianshui Electric Transmission Research Institute Group Co ltd
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Tianshui Electric Transmission Research Institute Group Co ltd
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    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明公开了一种碟式太阳能集热发电跟踪系统中步进电机发热量控制系统及控制方法。该控制系统包括步进电机定子温度采集模块，步进电机定子温度采集模块依次电连接ADC0808模数转换模块和内置定时器的微处理器，微处理器分别与AD5410数模转换模块、LCD1602温度显示模块和报警指示模块电连接。本发明基于电子原理技术，通过软硬件优化，解决了步进电机定子发热严重，导致磁场削弱，造成步进电机转子力矩下降的问题，同时也避免了由于运动控制器不能预知电机定子温度变化而引起电机定子绝缘老化，以至于短路以后烧坏驱动器功率板乃至烧毁控制系统的现象，保证了步进电机运转速度的连续性和稳定性。

Description

碟式太阳能集热发电跟踪系统中步进电机的发热量控制系统
技术领域
本发明属于太阳能光热发电技术领域，涉及一种碟式太阳能集热发电跟踪系统中步进电机发热量控制系统，本发明同时还涉及利用该系统控制碟式太阳能集热发电跟踪系统中步进电机发热量的方法。
背景技术
在碟式太阳能集热发电跟踪系统中，通过设置运动控制器为“超驰”模式，以及改变驱动器脉冲频率的方法进行碟架运行时速度和连续性的调节，具体为：运动控制器对脉冲指令的超驰协调模式可以使步进电机运转更平稳，速度过渡更平滑，并得到恒定的输出转矩，有效解决步进电机低频运行时振荡的问题。但采用“超驰”模式使步进电机运转速度达到一定程度时，如需降低步进电机的运转速度，就要降低步进脉冲频率。实际应用中发现，在超驰和低频率脉冲的工作模式下，步进电机定子发热严重，甚至会由于温度过高而使电机烧毁。降低步进电机定子温度的方法有：1、通过减小驱动器功率板提供给步进电机定子的电流，可以减少单位时间内产生的热量，但同时步进电机的力矩也会下降，甚至造成步进电机停转；2、通过改变PWM波的脉宽方式，即通过编程，使步进脉冲序列的包络按照PWM方式变化，有效缩短步进电机定子上电流的持续时间来减小发热量。因此可以设计一种对步进电机定子温度进行检测的装置，然后根据测量的温度变化，实时反馈一个改变PWM波脉宽的直流信号，再通过上述方法减小步进电机定子发热量。
发明内容
本发明的目的是为了解决步进电机在超驰和低频率脉冲工作模式下定子温度过高而造成力矩下降的问题，提供一种碟式太阳能集热发电跟踪系统中步进电机发热量控制系统，以减小步进电机定子发热量。
本发明的另一目的是利用上述系统控制碟式太阳能集热发电跟踪系统中步进电机发热量的方法。
为达到以上目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种碟式太阳能集热发电跟踪系统中步进电机发热量控制系统，包括步进电机定子温度采集模块，步进电机定子温度采集模块依次电连接ADC0808模数转换模块和微处理器，微处理器分别与AD5410数模转换模块、LCD1602温度显示模块和报警指示模块电连接。
上述步进电机定子温度采集模块为桥式电路，包括电阻式温度检测器和运算放大器OP491GP，运算放大器OP491GP由一个5V的电源供电，其第一支路与电阻R9和R13串联，用于产生恒定的激励电流和参考电压，第二支路与电阻R10串联后与两个串联的电阻R11、R12并联，用于产生电阻式温度检测器的电流源；该电流源的电流均匀分裂，并流电阻式温度检测器过桥的两半，电阻式温度检测器根据其电阻输出电压信号；
ADC0808模数转换模块为一逐次逼近式转换芯片，用于将步进电机定子温度采集模块采集到的电压信号转化为数字量信号传输至微处理器；
微处理器为AT89C51单片机最小系统，用于向报警指示模块给出控制系统运行状态的输出信号，同时接收并处理ADC0808模数转换模块传输的数字量信号；AT89C51单片机最小系统中内置定时器T0和T1，T0用于控制且调节步进脉冲序列的频率，T1用于控制且调节步进脉冲序列的占空比；
AD5410数模转换模块为一数模转换芯片，用于将AT89C51单片机最小系统处理后的数字量信号转换成电流信号，作为改变PWM波脉宽的反馈信号输出；
LCD1602温度显示模块用于显示步进电机定子的实时温度；
报警指示模块用于给出控制系统运行状态的报警指示，其工作电源由主电路板载稳压源VCC提供，其包括相互并联的发光二极管D7、D8和D9，D9依次与限流电阻R17和通断二极管D10串联后用于控制系统“系统错误”的状态指示，D8依次与限流电阻R19和通断二极管D11串联后用于控制系统“准备就绪”的状态指示，D7依次与限流电阻R20和通断二极管D12串联后用于电源指示；通断二极管D10、D11和D12分别与STC89C51单片机最小系统电连接。
作为本发明技术方案的优选，上述步进电机定子温度采集模块中电阻式温度检测器为四线电阻式温度传感器RTD-Pt100，其测量回路采用单端接地方式。四线电阻式温度检测器可以平衡电桥两个支路的线路电阻，巧妙地提高了测量回路的精度。
本发明利用上述系统进行碟式太阳能集热发电跟踪系统中步进电机发热量控制的方法，具体包括以下步骤：
步骤一、采用电阻式温度检测器采集步进电机定子温度，通过步进电机定子温度采集模块搭建的电路转换成0-5V的标准电压信号；
步骤二、0-5V的标准电压信号由ADC0808模数转换模块处理后转化为数字量信号传输至AT89C51单片机最小系统内核为STC89C51的芯片；
步骤三、AT89C51单片机最小系统STC89C51的芯片将接收到的数字量信号转换成温度信号，并进行补偿计算，得到精确的步进电机定子温度；
步骤四、步进电机定子温度值一方面于LCD1602温度显示模块中实时显示，另一方面通过AD5410数模转换模块转换成0-20mA的标准电流信号，作为改变PWM波脉宽的反馈信号输出给AT89C51单片机最小系统STC89C51的芯片，STC89C51的芯片通过其内置程序，先使步进脉冲序列的包络按照PWM方式变化，然后中断定时器T0，使AT89C51单片机最小系统一个I/O口输出高电平，同时起动定时器T1，使AT89C51单片机最小系统另一个I/O口输出低电平，最后通过改变T0的初值来改变脉冲序列的频率，改变T1的初值来改变脉冲序列的占空比，从而缩短步进电机定子上电流的持续时间。
综上，本发明的有益效果包括：
1、碟式太阳能集热发电跟踪系统中用到的步进电机在跟踪运行过程中，必须要求其在多重启动下运转才能完成实时跟踪的目的，当遇到极端天气时，发电装置需要迅速规避到安全位置，此时步进电机是由低速向高速过渡，速度切换过程中电机各相绕组会形成一个很高的反向电动势，使电机堵转，再加上步进电机跟踪中长时间低速运行以后定子发热严重导致磁场相对削弱，而由于碟式太阳能集热发电跟踪系统由运动控制器发送脉冲序列控制驱动器驱动步进电机运转，运动控制器末端无任何采样，无法预知步进电机的状态。在这个正馈系统下，势必会出现驱动器功率板提供给步进电机转子的力矩急剧下降的现象。本发明基于电子原理技术，通过软硬件优化，解决了步进电机定子发热严重，导致磁场削弱，造成步进电机转子力矩下降的问题，同时也避免了由于运动控制器不能预知电机定子温度变化而引起电机定子绝缘老化，以至于短路以后烧坏驱动器功率板乃至烧毁控制系统的现象。
2、本发明控制系统实现了步进电机定子绕组之间温度的闭环控制，保证了步进电机运转速度的连续性和稳定性。
3、本发明控制系统设计巧妙，易实现，可广泛应用于步进驱动系统执行端温度的检测环节，从而降低步进电机的维护成本。
附图说明
图1为本发明碟式太阳能集热发电跟踪系统中步进电机发热量控制系统中各模块的连接关系示意图；
图2为图1中步进电机定子温度采集模块的电气原理图；
图3为图1中报警指示模块的电气原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
参照图1-3所示，本发明提供的一种碟式太阳能集热发电跟踪系统中步进电机发热量控制系统，包括步进电机定子温度采集模块，步进电机定子温度采集模块依次电连接ADC0808模数转换模块和AT89C51单片机最小系统，AT89C51单片机最小系统分别与AD5410数模转换模块、LCD1602温度显示模块和报警指示模块电连接；所述控制系统工作电源由步进驱动器电源降压整流得到。
步进电机定子温度采集模块为一桥式电路，包括一个线路接地的四线电阻式温度传感器RTD-Pt100和运算放大器OP491GP，该电路利用OP491宽输出摆幅产生3.9V的高桥激励电压。运算放大器OP491GP由一个5V的电源供电，其第一支路与电阻R9和R13串联，用于产生恒定的激励电流，并产生1.235V的精密参考电压；第二支路与电阻R10串联后与两个串联的电阻R11、R12并联，用于产生200μA的电流源；该电流源的电流均匀分裂，并流RTD-Pt100过桥的两半，因此，100μA 电流流过RTD-Pt100，RTD-Pt100根据其电阻输出电压信号；
ADC0808模数转换模块为一逐次逼近式转换芯片，用于将步进电机定子温度采集模块采集到的电压信号转化为数字量信号传输至AT89C51单片机最小系统；
AT89C51单片机最小系统用于向报警指示模块给出控制系统运行状态的输出信号，同时接收并处理ADC0808模数转换模块传输的数字量信号；AT89C51单片机最小系统中内置定时器T0和T1，T0用于控制并调节步进脉冲序列的频率，T1用于控制并调节步进脉冲序列的占空比；
AD5410数模转换模块为一数模转换芯片，用于将AT89C51单片机最小系统处理后的数字量信号转换成电流信号，作为改变PWM波脉宽的反馈信号输出；
LCD1602温度显示模块用于显示步进电机转子的实时温度；
报警指示模块的工作电源由主电路板载稳压源VCC提供，其包括相互并联的发光二极管D7、D8和D9，D9依次与限流电阻R17和通断二极管D10串联后用于控制系统“系统错误”的状态指示，D8依次与限流电阻R19和通断二极管D11串联后用于控制系统“准备就绪”的状态指示，D7依次与限流电阻R20和通断二极管D12串联后用于电源指示。通断二极管D10、D11和D12分别与STC89C51单片机最小系统电连接。其中，通断二极管在电路中起到开关的作用，限流电阻在电路中起到限流的作用，防止发光二极管被烧坏。当控制系统处于上述某一状态时，AT89C51单片机最小系统就会产生输出信号，驱动通断二极管导通，使相应发光二极管开始工作。
本发明利用上述系统进行碟式太阳能集热发电跟踪系统中步进电机发热量控制的方法，具体包括以下步骤：
步骤一、在步进电机定子上安装一个电阻式温度检测器，按照前述搭建步进电机定子温度采集电路；启动报警指示模块电源VCC，通断二极管D12接通，发光二极管D7，即电源指示灯亮，若D9亮，表明控制系统出现运行错误，进行复位操作即可清除错误，直至D8亮，表明控制系统运行准备就绪；
步骤二、采用电阻式温度检测器采集步进电机定子温度，通过步进电机定子温度采集模块搭建的电路转换成0-5V的标准电压信号；
步骤三、0-5V的标准电压信号由ADC0808模数转换模块处理后转化为数字量信号传输至AT89C51单片机最小系统内核为STC89C51的芯片；
步骤四、AT89C51单片机最小系统STC89C51的芯片将接收到的数字量信号转换成温度值，并利用其自带程序进行补偿计算，得到精确的步进电机定子温度；
步骤五、步进电机定子温度一方面于LCD1602温度显示模块中实时显示，另一方面通过AD5410数模转换模块转换成0-20mA的标准电流信号，作为改变PWM波脉宽的反馈信号输出给AT89C51单片机最小系统STC89C51的芯片，STC89C51的芯片通过其内置程序，先使步进脉冲序列的包络按照PWM方式变化，然后中断定时器T0，使AT89C51单片机最小系统一个I/O口输出高电平，同时起动定时器T1，使AT89C51单片机最小系统另一个I/O口输出低电平，最后通过改变定时器T0的初值改变脉冲序列频率，改变定时器T1的初值改变脉冲序列占空比，从而缩短步进电机定子上电流的持续时间来减小发热量，并形成对步进电机定子温度的闭环控制，使碟式太阳能集热发电跟踪系统运行更加稳定。
以下所示为上述STC89C51的芯片内置程序的源代码：
C51 COMPILER V9.57.0.0
ASSEMBLY LISTING OF GENERATED OBJECT CODE
; FUNCTION L?0035 (BEGIN)
0000 C2A5 CLR rw
0002 8F80 MOV P0,R7
0004 7F05 MOV R7,#05H
0006 7E00 MOV R6,#00H
0008 120000 R LCALL _delay
000B D2A7 SETB en
; FUNCTION _delay (BEGIN)
; SOURCE LINE # 21
;---- Variable 'z' assigned to Register 'R6/R7' ----
; SOURCE LINE # 22
; SOURCE LINE # 24
;---- Variable 'x' assigned to Register 'R4/R5' ----
000D E4 CLR A
000E FD MOV R5,A
000F FC MOV R4,A
0010 ?C0001:
0010 C3 CLR C
0011 ED MOV A,R5
0012 9F SUBB A,R7
0013 EC MOV A,R4
0014 9E SUBB A,R6
0015 5015 JNC ?C0007
; SOURCE LINE # 25
;---- Variable 'y' assigned to Register 'R2/R3' ----
0017 E4 CLR A
0018 FB MOV R3,A
0019 FA MOV R2,A
001A ?C0004:
001A 0B INC R3
001B BB0001 CJNE R3,#00H,?C0029
001E 0A INC R2
001F ?C0029:
001F EB MOV A,R3
0020 646E XRL A,#06EH
0022 4A ORL A,R2
0023 70F5 JNZ ?C0004
0025 ?C0003:
0025 0D INC R5
0026 BD0001 CJNE R5,#00H,?C0030
0029 0C INC R4
002A ?C0030:
002A 80E4 SJMP ?C0001
; SOURCE LINE # 26
002C ?C0007:
002C 22 RET
; FUNCTION _delay (END)
; FUNCTION _write_com (BEGIN)
; SOURCE LINE # 28
;---- Variable 'com' assigned to Register 'R7' ----
; SOURCE LINE # 29
; SOURCE LINE # 30
0000 C2A6 CLR rs
; SOURCE LINE # 31
; SOURCE LINE # 32
; SOURCE LINE # 33
; SOURCE LINE # 35
; SOURCE LINE # 36
C51 COMPILER V9.57.0.0
0002 120000 R LCALL L?0035
; SOURCE LINE # 37
0005 C2A7 CLR en
; SOURCE LINE # 38
0007 22 RET
; FUNCTION _write_com (END)
; FUNCTION _write_data (BEGIN)
; SOURCE LINE # 41
;---- Variable 'dat' assigned to Register 'R7' ----
; SOURCE LINE # 42
; SOURCE LINE # 43
0000 D2A6 SETB rs
; SOURCE LINE # 44
; SOURCE LINE # 45
; SOURCE LINE # 46
; SOURCE LINE # 48
; SOURCE LINE # 49
0002 120000 R LCALL L?0035
; SOURCE LINE # 50
0005 C2A7 CLR en
; SOURCE LINE # 51
0007 22 RET
; FUNCTION _write_data (END)
; FUNCTION init (BEGIN)
; SOURCE LINE # 52
; SOURCE LINE # 53
; SOURCE LINE # 54
0000 C2B3 CLR ALE
; SOURCE LINE # 55
0002 C2B6 CLR STA
; SOURCE LINE # 56
0004 C2A7 CLR en
; SOURCE LINE # 57
0006 C2A5 CLR rw
; SOURCE LINE # 58
0008 7F01 MOV R7,#01H
000A 020000 R LJMP _write_com
; FUNCTION init (END)
; FUNCTION display (BEGIN)
; SOURCE LINE # 60
; SOURCE LINE # 61
; SOURCE LINE # 62
0000 7F86 MOV R7,#086H
0002 120000 R LCALL _write_com
; SOURCE LINE # 63
0005 AC00 R MOV R4,data_2
0007 AD00 R MOV R5,data_2+01H
0009 E4 CLR A
000A 120000 E LCALL ?C?FCASTI
000D 7BE1 MOV R3,#0E1H
000F 7A7A MOV R2,#07AH
0011 7914 MOV R1,#014H
0013 783F MOV R0,#03FH
0015 120000 E LCALL ?C?FPMUL
0018 E4 CLR A
0019 FB MOV R3,A
001A FA MOV R2,A
001B 79A0 MOV R1,#0A0H
001D 7840 MOV R0,#040H
C51 COMPILER V9.57.0.0
001F 120000 E LCALL ?C?FPADD
0022 120000 E LCALL ?C?CASTF
0025 8E00 R MOV data_1,R6
0027 8F00 R MOV data_1+01H,R7
; SOURCE LINE # 64
0029 AC00 R MOV R4,data_1
002B AD00 R MOV R5,data_1+01H
002D E4 CLR A
002E 120000 E LCALL ?C?FCASTI
0031 7B52 MOV R3,#052H
0033 7AB8 MOV R2,#0B8H
0035 799E MOV R1,#09EH
0037 78BE MOV R0,#0BEH
0039 120000 E LCALL ?C?FPMUL
003C 7B48 MOV R3,#048H
003E 7AE1 MOV R2,#0E1H
0040 7949 MOV R1,#049H
0042 7842 MOV R0,#042H
0044 120000 E LCALL ?C?FPADD
0047 120000 E LCALL ?C?CASTF
004A 8E00 R MOV data_3,R6
004C 8F00 R MOV data_3+01H,R7
; SOURCE LINE # 65
004E AE00 R MOV R6,data_1
0050 AF00 R MOV R7,data_1+01H
0052 7C03 MOV R4,#03H
0054 7DE8 MOV R5,#0E8H
0056 120000 E LCALL ?C?UIDIV
0059 EF MOV A,R7
005A 4E ORL A,R6
005B 7004 JNZ ?C0011
; SOURCE LINE # 66
005D 7F20 MOV R7,#020H
005F 801C SJMP ?C0032
0061 ?C0011:
; SOURCE LINE # 68
0061 AE00 R MOV R6,data_1
0063 AF00 R MOV R7,data_1+01H
0065 7C27 MOV R4,#027H
0067 7D10 MOV R5,#010H
0069 120000 E LCALL ?C?UIDIV
006C 7E03 MOV R6,#03H
006E 7FE8 MOV R7,#0E8H
0070 CF XCH A,R7
0071 CD XCH A,R5
0072 CF XCH A,R7
0073 CE XCH A,R6
0074 CC XCH A,R4
0075 CE XCH A,R6
0076 120000 E LCALL ?C?UIDIV
0079 ED MOV A,R5
007A 2430 ADD A,#030H
007C FF MOV R7,A
007D ?C0032:
007D 120000 R LCALL _write_data
0080 ?C0012:
; SOURCE LINE # 70
0080 AE00 R MOV R6,data_1
0082 AF00 R MOV R7,data_1+01H
0084 7C00 MOV R4,#00H
0086 7D64 MOV R5,#064H
0088 120000 E LCALL ?C?UIDIV
C51 COMPILER V9.57.0.0
008B EF MOV A,R7
008C 4E ORL A,R6
008D 7004 JNZ ?C0013
; SOURCE LINE # 71
008F 7F20 MOV R7,#020H
0091 8029 SJMP ?C0033
0093 ?C0013:
; SOURCE LINE # 73
0093 AE00 R MOV R6,data_1
0095 AF00 R MOV R7,data_1+01H
0097 7C27 MOV R4,#027H
0099 7D10 MOV R5,#010H
009B 120000 E LCALL ?C?UIDIV
009E 7E03 MOV R6,#03H
00A0 7FE8 MOV R7,#0E8H
00A2 CF XCH A,R7
00A3 CD XCH A,R5
00A4 CF XCH A,R7
00A5 CE XCH A,R6
00A6 CC XCH A,R4
00A7 CE XCH A,R6
00A8 120000 E LCALL ?C?UIDIV
00AB 7E00 MOV R6,#00H
00AD 7F64 MOV R7,#064H
00AF CF XCH A,R7
00B0 CD XCH A,R5
00B1 CF XCH A,R7
00B2 CE XCH A,R6
00B3 CC XCH A,R4
00B4 CE XCH A,R6
00B5 120000 E LCALL ?C?UIDIV
00B8 EF MOV A,R7
00B9 2430 ADD A,#030H
00BB FF MOV R7,A
00BC ?C0033:
00BC 120000 R LCALL _write_data
00BF ?C0014:
; SOURCE LINE # 75
00BF AE00 R MOV R6,data_1
00C1 AF00 R MOV R7,data_1+01H
00C3 7C00 MOV R4,#00H
00C5 7D0A MOV R5,#0AH
00C7 120000 E LCALL ?C?UIDIV
00CA EF MOV A,R7
00CB 4E ORL A,R6
00CC 7004 JNZ ?C0015
; SOURCE LINE # 76
00CE 7F20 MOV R7,#020H
00D0 8036 SJMP ?C0034
00D2 ?C0015:
; SOURCE LINE # 78
00D2 AE00 R MOV R6,data_1
00D4 AF00 R MOV R7,data_1+01H
00D6 7C27 MOV R4,#027H
00D8 7D10 MOV R5,#010H
00DA 120000 E LCALL ?C?UIDIV
00DD 7E03 MOV R6,#03H
00DF 7FE8 MOV R7,#0E8H
00E1 CF XCH A,R7
00E2 CD XCH A,R5
00E3 CF XCH A,R7
00E4 CE XCH A,R6
C51 COMPILER V9.57.0.0
00E5 CC XCH A,R4
00E6 CE XCH A,R6
00E7 120000 E LCALL ?C?UIDIV
00EA 7E00 MOV R6,#00H
00EC 7F64 MOV R7,#064H
00EE CF XCH A,R7
00EF CD XCH A,R5
00F0 CF XCH A,R7
00F1 CE XCH A,R6
00F2 CC XCH A,R4
00F3 CE XCH A,R6
00F4 120000 E LCALL ?C?UIDIV
00F7 7E00 MOV R6,#00H
00F9 7F0A MOV R7,#0AH
00FB CF XCH A,R7
00FC CD XCH A,R5
00FD CF XCH A,R7
00FE CE XCH A,R6
00FF CC XCH A,R4
0100 CE XCH A,R6
0101 120000 E LCALL ?C?UIDIV
0104 EF MOV A,R7
0105 2430 ADD A,#030H
0107 FF MOV R7,A
0108 ?C0034:
0108 120000 R LCALL _write_data
010B ?C0016:
; SOURCE LINE # 80
010B AE00 R MOV R6,data_1
010D AF00 R MOV R7,data_1+01H
010F 7C27 MOV R4,#027H
0111 7D10 MOV R5,#010H
0113 120000 E LCALL ?C?UIDIV
0116 7E03 MOV R6,#03H
0118 7FE8 MOV R7,#0E8H
011A CF XCH A,R7
011B CD XCH A,R5
011C CF XCH A,R7
011D CE XCH A,R6
011E CC XCH A,R4
011F CE XCH A,R6
0120 120000 E LCALL ?C?UIDIV
0123 7E00 MOV R6,#00H
0125 7F64 MOV R7,#064H
0127 CF XCH A,R7
0128 CD XCH A,R5
0129 CF XCH A,R7
012A CE XCH A,R6
012B CC XCH A,R4
012C CE XCH A,R6
012D 120000 E LCALL ?C?UIDIV
0130 7E00 MOV R6,#00H
0132 7F0A MOV R7,#0AH
0134 CF XCH A,R7
0135 CD XCH A,R5
0136 CF XCH A,R7
0137 CE XCH A,R6
0138 CC XCH A,R4
0139 CE XCH A,R6
013A 120000 E LCALL ?C?UIDIV
013D ED MOV A,R5
013E 2430 ADD A,#030H
C51 COMPILER V9.57.0.0
0140 FF MOV R7,A
0141 020000 R LJMP _write_data
; FUNCTION display (END)
; FUNCTION timer0 (BEGIN)
0000 C0E0 PUSH ACC
0002 C0F0 PUSH B
0004 C083 PUSH DPH
0006 C082 PUSH DPL
0008 C0D0 PUSH PSW
000A 75D000 MOV PSW,#00H
000D C000 PUSH AR0
000F C001 PUSH AR1
0011 C002 PUSH AR2
0013 C003 PUSH AR3
0015 C004 PUSH AR4
0017 C005 PUSH AR5
0019 C006 PUSH AR6
001B C007 PUSH AR7
; SOURCE LINE # 82
; SOURCE LINE # 85
001D 758CFF MOV TH0,#0FFH
; SOURCE LINE # 86
0020 758AFF MOV TL0,#0FFH
; SOURCE LINE # 87
0023 0500 R INC b
; SOURCE LINE # 88
0025 D2B6 SETB STA
; SOURCE LINE # 89
0027 C2B6 CLR STA
; SOURCE LINE # 90
0029 20B509 JB EOC,?C0018
; SOURCE LINE # 91
; SOURCE LINE # 92
002C D2B4 SETB OE
; SOURCE LINE # 93
002E AF90 MOV R7,P1
0030 750000 R MOV data_2,#00H
0033 8F00 R MOV data_2+01H,R7
;SOURCE LINE # 94
0035 ?C0018:
; SOURCE LINE # 95
0035 120000 R LCALL display
; SOURCE LINE # 96
0038 7F05 MOV R7,#05H
003A 7E00 MOV R6,#00H
003C 120000 R LCALL _delay
; SOURCE LINE # 97
003F D007 POP AR7
0041 D006 POP AR6
0043 D005 POP AR5
0045 D004 POP AR4
0047 D003 POP AR3
0049 D002 POP AR2
004B D001 POP AR1
004D D000 POP AR0
004F D0D0 POP PSW
0051 D082 POP DPL
0053 D083 POP DPH
0055 D0F0 POP B
0057 D0E0 POP ACC
0059 32 RETI
C51 COMPILER V9.57.0.0
; FUNCTION timer0 (END)
; FUNCTION main (BEGIN)
; SOURCE LINE # 98
; SOURCE LINE # 99
; SOURCE LINE # 100
0000 120000 R LCALL init
;SOURCE LINE # 101
0003 758901 MOV TMOD,#01H
; SOURCE LINE # 102
0006 758CFF MOV TH0,#0FFH
; SOURCE LINE # 103
0009 758AFE MOV TL0,#0FEH
; SOURCE LINE # 104
000C D2AF SETB EA
; SOURCE LINE # 105
000E D2A9 SETB ET0
; SOURCE LINE # 106
0010 D28C SETB TR0
; SOURCE LINE # 107
0012 C2A0 CLR ADD_a
0014 ?C0020:
; SOURCE LINE # 108
; SOURCE LINE # 109
; SOURCE LINE # 110
0014 D2B7 SETB PWM
0016 ?C0022:
; SOURCE LINE # 111
; SOURCE LINE # 112
; SOURCE LINE # 113
0016 E4 CLR A
0017 F500 R MOV b,A
0019 ?C0024:
;SOURCE LINE # 114
0019 E500 R MOV A,b
001B 60FC JZ ?C0024
; SOURCE LINE # 115
001D E500 R MOV A,N
001F B50006 R CJNE A,data_3+01H,?C0026
0022 E4 CLR A
0023 B50002 R CJNE A,data_3,?C0026
; SOURCE LINE # 116
0026 C2B7 CLR PWM
0028 ?C0026:
; SOURCE LINE # 117
0028 E500 R MOV A,N
002A 6464 XRL A,#064H
002C 6004 JZ ?C0023
; SOURCE LINE # 118
002E 0500 R INC N
; SOURCE LINE # 119
0030 80E4 SJMP ?C0022
0032 ?C0023:
; SOURCE LINE # 120
0032 E4 CLR A
0033 F500 R MOV N,A
;SOURCE LINE # 121
0035 80DD SJMP ?C0020
; FUNCTION main (END)
C51 COMPILER V9.57.0.0
MODULE INFORMATION: STATIC OVERLAYABLE
CODE SIZE = 543 ----
CONSTANT SIZE = ---- ----
XDATA SIZE = ---- ----
PDATA SIZE = ---- ----
DATA SIZE = 25 ----
IDATA SIZE = ---- ----
BIT SIZE = ---- ----
END OF MODULE INFORMATION.
以上源代码的测试环境如下：
IDE-Version:
μVision V4.00a
Copyright (c) Keil Elektronik GmbH / Keil Software, Inc. 1995 - 2009
License Information:
Microsoft Microsoft
Microsoft
LIC=50MWF-63KHK-SRPXI-T3M14-6IJFV-DG515
Tool Version Numbers:
Toolchain: MDK51 Professional Version: 9.57.0.0
Toolchain Path: C:\Keil_v5\C51\BIN\
C Compiler: C51.Exe V9.57.0.0
Assembler: A51.Exe V8.2.7.0
Linker/Locator: BL51.Exe V6.22.2.0
Librarian: LIB51.Exe V4.30.1.0
Hex Converter: OH51.Exe V2.7.0.0
CPU DLL: S8051.DLL V3.113.0.0
Dialog DLL: DP51.DLL V2.64.0.0。

Claims (3)

1.碟式太阳能集热发电跟踪系统中步进电机发热量控制系统，其特征在于：该控制系统包括步进电机定子温度采集模块，步进电机定子温度采集模块依次电连接ADC0808模数转换模块和微处理器，微处理器分别与AD5410数模转换模块、LCD1602温度显示模块和报警指示模块电连接；
所述步进电机定子温度采集模块为一桥式电路，包括电阻式温度检测器和运算放大器OP491GP，运算放大器OP491GP由一个5V的电源供电，电阻式温度检测器为四线电阻式温度传感器RTD-Pt100，运算放大器OP491GP的正向输入端与输出端间串联有电阻R13，运算放大器OP491GP的反向输入端与输出端间串联有电阻R9，用于产生恒定的激励电流和参考电压；四线电阻式温度传感器RTD-Pt100的E+和S+端连接运算放大器OP491GP的正向输入端，四线电阻式温度传感器RTD-Pt100的E-和S-端接地，运算放大器OP491GP的反向输入端串联电阻R12后接地，运算放大器OP491GP的反向输入端还通过串联电阻R11后接5V电源，运算放大器OP491GP的正向输入端串联电阻R10后接5V电源，用于产生电阻式温度检测器的电流源；该电流源的电流均匀分裂，并流电阻式温度检测器过桥的两半，电阻式温度检测器根据其电阻输出电压信号；
所述ADC0808模数转换模块为一逐次逼近式转换芯片，用于将步进电机定子温度采集模块采集到的电压信号转化为数字量信号传输至微处理器；
所述微处理器为AT89C51单片机最小系统，用于向报警指示模块给出控制系统运行状态的输出信号，同时接收并处理ADC0808模数转换模块传输的数字量信号；AT89C51单片机最小系统中内置定时器T0和T1，T0用于控制且调节步进脉冲序列的频率，T1用于控制且调节步进脉冲序列的占空比；
所述AD5410数模转换模块为一数模转换芯片，用于将AT89C51单片机最小系统处理后的数字量信号转换成电流信号，作为改变PWM波脉宽的反馈信号输出给AT89C51单片机最小系统STC89C51的芯片，STC89C51的芯片通过其内置程序，先使步进脉冲序列的包络按照PWM方式变化，然后中断定时器T0，使AT89C51单片机最小系统一个I/O口输出高电平，同时起动定时器T1，使AT89C51单片机最小系统另一个I/O口输出低电平，最后通过改变T0的初值来改变脉冲序列频率，改变T1的初值来改变脉冲序列占空比，从而缩短步进电机定子上电流的持续时间；
所述LCD1602温度显示模块用于显示步进电机定子的实时温度；
所述报警指示模块用于给出控制系统运行状态的报警指示。
2.如权利要求1所述的碟式太阳能集热发电跟踪系统中步进电机发热量控制系统，其特征在于：所述报警指示模块工作电源由主电路板载稳压源VCC提供，其包括相互并联的发光二极管D7、D8和D9，D9依次与限流电阻R17和通断二极管D10串联后用于控制系统“系统错误”的状态指示，D8依次与限流电阻R19和通断二极管D11串联后用于控制系统“准备就绪”的状态指示，D7依次与限流电阻R20和通断二极管D12串联后用于电源指示；通断二极管D10、D11和D12分别与AT89C51单片机最小系统电连接。
3.利用如权利要求1或2所述的系统进行碟式太阳能集热发电跟踪系统中步进电机发热量控制的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、采用电阻式温度检测器采集步进电机定子温度，通过步进电机定子温度采集模块搭建的电路转换成0-5V的标准电压信号；
步骤二、0-5V的标准电压信号由ADC0808模数转换模块处理后转化为数字量信号传输至AT89C51单片机最小系统内核为STC89C51的芯片；
步骤三、AT89C51单片机最小系统STC89C51的芯片将接收到的数字量信号转换成温度信号，并进行补偿计算，得到精确的步进电机定子温度；
步骤四、步进电机定子温度值一方面于LCD1602温度显示模块中实时显示，另一方面通过AD5410数模转换模块转换成0-20mA的标准电流信号，作为改变PWM波脉宽的反馈信号输出给AT89C51单片机最小系统STC89C51的芯片，STC89C51的芯片通过其内置程序，先使步进脉冲序列的包络按照PWM方式变化，然后中断定时器T0，使AT89C51单片机最小系统一个I/O口输出高电平，同时起动定时器T1，使AT89C51单片机最小系统另一个I/O口输出低电平，最后通过改变T0的初值来改变脉冲序列频率，改变T1的初值来改变脉冲序列占空比，从而缩短步进电机定子上电流的持续时间。
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