【摘要】： 目前,國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的天文望遠(yuǎn)鏡,大多采用人工手動(dòng)控制方式進(jìn)行尋星跟蹤,操作很不方便,且要求操作者具備較高的專業(yè)化知識(shí)。即使市場(chǎng)上存在的帶控制系統(tǒng)的天文望遠(yuǎn)鏡,也多是半自動(dòng)方式。因此,研制智能型天文望遠(yuǎn)鏡控制系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用價(jià)值。針對(duì)目前天文望遠(yuǎn)鏡自動(dòng)尋星系統(tǒng)存在的不足,在熟悉天文望遠(yuǎn)鏡相關(guān)背景知識(shí)的基礎(chǔ)上,本文設(shè)計(jì)了一種基于計(jì)算機(jī)控制的智能化天文望遠(yuǎn)鏡(Intellectual Astronomical Telescope)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)工作于時(shí)角坐標(biāo)系(即第一赤道坐標(biāo)系,包括兩個(gè)坐標(biāo)軸,時(shí)角t和赤緯δ),以步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu),設(shè)計(jì)了系統(tǒng)硬件和控制軟件。 硬件部分,論文在介紹控制電路的核心-80C196KC的特點(diǎn)和它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、串行通信、高輸出器(HSO)、輸入/輸出端口(I/O)的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了電源電路、鍵盤電路、連接單片機(jī)與PC機(jī)硬件電路的RS-232接口電路、執(zhí)行機(jī)構(gòu),硬件設(shè)計(jì)中采用了抗干擾措施。 在硬件電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,論文編制了控制系統(tǒng)軟件。軟件分上位機(jī)運(yùn)行的管理軟件和下位機(jī)運(yùn)行的控制軟件,上位機(jī)軟件在DELPHI編譯環(huán)境下編寫(xiě),包括操作界面、星空?qǐng)D數(shù)據(jù)庫(kù)、模糊算法程序和與下位機(jī)的串行通信程序。下位機(jī)軟件采用MCS-96匯編語(yǔ)言編寫(xiě),包括主循環(huán)程序模塊、串行通信模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、點(diǎn)動(dòng)處理模塊、步進(jìn)電機(jī)升降頻調(diào)速模塊、HSO軟件定時(shí)器模塊,實(shí)現(xiàn)望遠(yuǎn)鏡的尋星、跟蹤和串行通信的功能。 該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高度智能化,能自動(dòng)尋星、動(dòng)態(tài)跟蹤,人機(jī)交互界面友好,操作方便,并可實(shí)現(xiàn)大量實(shí)時(shí)信息的傳輸、過(guò)濾、處理、人機(jī)交互和顯示,通過(guò)友好的人機(jī)界面提供給觀測(cè)操作人員。 論文最后研制了一套智能化天文望遠(yuǎn)鏡控制系統(tǒng),調(diào)試結(jié)果表明,該系統(tǒng)能方便快捷定位天空星座,且具有準(zhǔn)確度高、重復(fù)性好、可靠性高和操作方便簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。系統(tǒng)可實(shí)際應(yīng)用于配套天文望遠(yuǎn)鏡中。
【圖文】：

司的 MCS-96 系列微處理器是目前功能最強(qiáng)、應(yīng)用最廣泛的 16 位微處理器，非常適用于各類自動(dòng)控制系統(tǒng)，它包括 KB 和 KC 兩大系列，每一系列又分無(wú) ROM/EPROM 型、有 ROM 型和有 EPROM 型三種。80C196KC 是 lntel 公司 90 年代初期推出的第三代 CMOS 芯片，其數(shù)據(jù)/地址線均為 16 位，使用 MCS-96 家族共享的指令系統(tǒng)，除了 8X96 已包括的一些外設(shè)（如時(shí)鐘發(fā)生器、1/O 端口、A/D轉(zhuǎn)換、PWM 輸出、串行口、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、監(jiān)視定時(shí)器 WATCHDOG、高速輸入/輸出器等）外，還集成了先進(jìn)的外設(shè)事務(wù)服務(wù)器（PTS）和事件處理器陣列（EPA），近年來(lái)，在各個(gè)領(lǐng)域中應(yīng)用相當(dāng)廣泛。圖 3-2 是 80C196KC 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，80C196KC 的特點(diǎn)可以概述如下：(1) CPU 中的算術(shù)邏輯單元不采用常規(guī)的累加器結(jié)構(gòu)，而是采用寄存器-寄存器結(jié)構(gòu)。CPU 的操作直接面向寄存器，，消除了一般 CPU 結(jié)構(gòu)中存在的累加器瓶頸效應(yīng)，提高了操作速度和數(shù)據(jù)吞吐能力；(2) 80C196KC 內(nèi)部的 512 字節(jié)寄存器中，24 字節(jié)是專用寄存器，其余 488 字節(jié)通過(guò)“垂直窗口”結(jié)構(gòu)都可以作為通用寄存器，所以其通用寄存器的數(shù)量遠(yuǎn)比一般 CPU 多。利用這些寄存器可以大大方便程序設(shè)計(jì)，其中一個(gè)應(yīng)用就是將這些寄存器指定為各中斷服務(wù)子程序中局部變量的專用寄存器，以減少中斷服務(wù)過(guò)程中保護(hù)和恢復(fù)寄存器現(xiàn)場(chǎng)的軟件開(kāi)銷；(3) 與 MCS-51 系列單片機(jī)相比，80C196KC 有一套效率更高、執(zhí)行速度更快的指令系統(tǒng)，它可以對(duì)帶符號(hào)數(shù)和不帶符號(hào)數(shù)進(jìn)行操作。它的 16 位乘以 16 位指令的執(zhí)行時(shí)間為 1.4-6.25μ S，32 位除以 16 位指令的執(zhí)行時(shí)間為 2.4-6.25μ S，還有符號(hào)擴(kuò)展及用于浮點(diǎn)計(jì)算中的數(shù)據(jù)規(guī)格化等指令，并提供了三操作數(shù)指令，大大提高了指令效率；

東南大學(xué)碩士學(xué)位論文 第三章 智表 3-2 共模軛流圈電感的電感量與額定電流額定電流 I（A） 1 3 6 10 電感量 L（mH） 8~23 2~4 0.4~0.8 0.2~0.3用來(lái)濾除差模干擾，一般選用薄膜電容器， 的容量越大，則插入在接入濾波器前后輸出電壓的變化）越大，其值可按照所要抑制的大致在 0.01μF～1.0μF。電路中 分別跨接在兩根電源線和接地選用陶瓷電容，根據(jù)濾波器漏電流的大小確定其容量，一般容量范的漏電流經(jīng)接地線泄漏到大地，兩個(gè) 電容的中點(diǎn)經(jīng)外殼可靠接地分電路是做在印制線路板上，應(yīng)使接地端通過(guò)電源輸入端口與交流地線。R為 的泄放電阻，一般取xCyCyCxC R =500K~2M ，它由VDE-0806所推薦。用示波器對(duì)電路進(jìn)行仿真分析，如圖 3－7 所示[13]，整個(gè)和差模干擾信號(hào)，保證控制系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2005
【分類號(hào)】：TH751;TP273.5

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2599891