仉英旭++徐涛++刘其然

摘 要： 矩阵式太阳敏感器系统是精度高、测量信息量大并能快速处理的敏感系统。文章设计的矩阵式太阳敏感器，利用光敏电阻作为敏感元件，将光敏电阻排列成4×4矩阵，采用狭缝式光学头部，同时采集到两个轴姿态夹角的数字信息；利用ADC0809对光敏电阻的信号进行模数转换，由单片机STC89C52实现数据的采集和处理，将结果在LCD液晶显示器显示，同时通过串口将结果传输到上位机。实验结果表明，该太阳敏感器具有一定的精度，在一定范围内能够满足太阳的角度测量。

关键词： 太阳敏感器； 光敏电阻； 单片机； ADC089； LCD

中图分类号：TP216 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2016）03-01-03

Matrix sun sensor design with MCU

Zhang Yingxu， Xu Tao， Liu Qiran

（Dept. of Automation， Shenyang Aerospace University， Shenyang， Liaoning 110136， China）

Abstract： Matrix type sun sensor system is a sensitive system with high precision， high measurement information and fast processing. In this paper， the designed matrix sun sensor using photo-resistors as the sensitive element， the photo-resistors are arranged in a 4×4 matrix， the slit type optical head is used to acquire the digital information of two-axis attitude angle； The ADC0809 converts the analog signals to digital signals； The microcontroller unit （MCU） STC89C52 is used to process the signal and output the sensing results to LCD unit. Meanwhile， the results are transferred to the PC by serial port. The experimental results show that the sun sensor has a certain precision， can meet the sun's angle measurement in a certain range.

Key words： sun sensor； photo-resistor； MCU； ADC0809； LCD

0 引言

作为航天器姿态控制系统中的重要测量部件，太阳敏感器一直是航天领域应用最广泛的敏感器之一，所有卫星都配备太阳敏感器实现太阳的角度测量，以调整其太阳能电池板对准太阳光。基本原理是通过测量太阳光线与卫星某一体轴之间的夹角，确定太阳在敏感器本体坐标系中的位置，再通过坐标矩阵变换得到太阳在卫星本体坐标系中的位置，实现卫星的姿态控制[1-5]。目前，太阳敏感器主要包括0-1式、模拟式和数字式三种。其中，0-1式又称为太阳发现探测器，发现太阳即输出阶跃信号，用于卫星的粗定姿；模拟式太阳敏感器又称为余弦检测器，多采用光电池作为其传感器器件，输出信号强度与太阳光的入射角度余弦成比例[6-7]；数字式太阳敏感器通过计算太阳光线在探……