【摘要】： 目前,國內(nèi)生產(chǎn)的天文望遠鏡,大多采用人工手動控制方式進行尋星跟蹤,操作很不方便,且要求操作者具備較高的專業(yè)化知識。即使市場上存在的帶控制系統(tǒng)的天文望遠鏡,也多是半自動方式。因此,研制智能型天文望遠鏡控制系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實意義和應用價值。針對目前天文望遠鏡自動尋星系統(tǒng)存在的不足,在熟悉天文望遠鏡相關背景知識的基礎上,本文設計了一種基于計算機控制的智能化天文望遠鏡(Intellectual Astronomical Telescope)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)工作于時角坐標系(即第一赤道坐標系,包括兩個坐標軸,時角t和赤緯δ),以步進電機作為執(zhí)行機構,設計了系統(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的特點和它的內(nèi)部結構、串行通信、高輸出器(HSO)、輸入/輸出端口(I/O)的基礎上,設計了電源電路、鍵盤電路、連接單片機與PC機硬件電路的RS-232接口電路、執(zhí)行機構,硬件設計中采用了抗干擾措施。 在硬件電路設計的基礎上,論文編制了控制系統(tǒng)軟件。軟件分上位機運行的管理軟件和下位機運行的控制軟件,上位機軟件在DELPHI編譯環(huán)境下編寫,包括操作界面、星空圖數(shù)據(jù)庫、模糊算法程序和與下位機的串行通信程序。下位機軟件采用MCS-96匯編語言編寫,包括主循環(huán)程序模塊、串行通信模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、點動處理模塊、步進電機升降頻調(diào)速模塊、HSO軟件定時器模塊,實現(xiàn)望遠鏡的尋星、跟蹤和串行通信的功能。 該系統(tǒng)實現(xiàn)高度智能化,能自動尋星、動態(tài)跟蹤,人機交互界面友好,操作方便,并可實現(xiàn)大量實時信息的傳輸、過濾、處理、人機交互和顯示,通過友好的人機界面提供給觀測操作人員。 論文最后研制了一套智能化天文望遠鏡控制系統(tǒng),調(diào)試結果表明,該系統(tǒng)能方便快捷定位天空星座,且具有準確度高、重復性好、可靠性高和操作方便簡單等優(yōu)點。系統(tǒng)可實際應用于配套天文望遠鏡中。
【圖文】：

司的 MCS-96 系列微處理器是目前功能最強、應用最廣泛的 16 位微處理器，非常適用于各類自動控制系統(tǒng)，它包括 KB 和 KC 兩大系列，每一系列又分無 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（如時鐘發(fā)生器、1/O 端口、A/D轉換、PWM 輸出、串行口、定時/計數(shù)器、監(jiān)視定時器 WATCHDOG、高速輸入/輸出器等）外，還集成了先進的外設事務服務器（PTS）和事件處理器陣列（EPA），近年來，在各個領域中應用相當廣泛。圖 3-2 是 80C196KC 內(nèi)部結構圖，80C196KC 的特點可以概述如下：(1) CPU 中的算術邏輯單元不采用常規(guī)的累加器結構，而是采用寄存器-寄存器結構。CPU 的操作直接面向寄存器，，消除了一般 CPU 結構中存在的累加器瓶頸效應，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“垂直窗口”結構都可以作為通用寄存器，所以其通用寄存器的數(shù)量遠比一般 CPU 多。利用這些寄存器可以大大方便程序設計，其中一個應用就是將這些寄存器指定為各中斷服務子程序中局部變量的專用寄存器，以減少中斷服務過程中保護和恢復寄存器現(xiàn)場的軟件開銷；(3) 與 MCS-51 系列單片機相比，80C196KC 有一套效率更高、執(zhí)行速度更快的指令系統(tǒng)，它可以對帶符號數(shù)和不帶符號數(shù)進行操作。它的 16 位乘以 16 位指令的執(zhí)行時間為 1.4-6.25μ S，32 位除以 16 位指令的執(zhí)行時間為 2.4-6.25μ S，還有符號擴展及用于浮點計算中的數(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；

東南大學碩士學位論文 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 電容的中點經(jīng)外殼可靠接地分電路是做在印制線路板上，應使接地端通過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。用示波器對電路進行仿真分析，如圖 3－7 所示[13]，整個和差模干擾信號，保證控制系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運行。
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2005
【分類號】：TH751;TP273.5

【參考文獻】

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本文編號：2599891