播種機(jī)測種測肥的設(shè)計(jì)說明

./東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文學(xué)號：A07060355播種機(jī)測種測肥裝置的設(shè)計(jì)學(xué)生：佳男指導(dǎo)教師：歐陽斌林所在院系：工程學(xué)院電氣工程系所學(xué)專業(yè)：農(nóng)業(yè)電氣化與自動化研究方向：地方電力系統(tǒng)自動化東北農(nóng)業(yè)大學(xué)中國·20XX5月.ThedesignofmeasuringseedsandfertilizeroftheseederStudent:LiuJiananSupervisor:OuYangBinlinDepartment:CollegeofEngineering·ElectricalEngineeringSpecialty:AgriculturalElectrizationandAutomatizationDirection:LocalPowerSystemAutomationNortheastAgriculturalUniversityHarbin·ChinaMay,2011.摘要本設(shè)計(jì)主要解決的問題是精確播種機(jī)播種數(shù)量及土壤測肥,準(zhǔn)確的控制播種速度,和控制土壤肥度,使之達(dá)到預(yù)定的要求。本設(shè)計(jì)制作了一種智播種數(shù)量測控系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用PC機(jī)作為主機(jī),以AT89C51單片機(jī)作為智能節(jié)點(diǎn)控制器,構(gòu)成一個(gè)分布式的主從局域控制網(wǎng)。本系統(tǒng)采用精度比較高的紅外線光電傳感器實(shí)現(xiàn)對播種數(shù)量的測量,用永磁電機(jī)拖動、控制播種數(shù)量,實(shí)現(xiàn)播種數(shù)量的自動調(diào)節(jié),使播種變得更加方便和精確。經(jīng)實(shí)踐證明,該系統(tǒng)測量誤差小,性能穩(wěn)定,結(jié)構(gòu)合理,適合在實(shí)際應(yīng)用中推廣。關(guān)鍵詞：數(shù)量檢測；自動調(diào)節(jié)；播種監(jiān)控；串行通信；紅外線光電傳感器。AbstractTheproblemthatmainsolutionofthisdesignisaccuratetomonitorthedrops’speed,and,ontimethedropofaccurateadjustmentpointisflat-out,andmakeitattainthepre-arrangedrequest,beliquidheightinthebottletoattain2～3cm,canimmediatelyreporttothepolice,remindthemedicalpersonnelchangethemedicineorpulloutthepinheadinthetime.Thisdesignmanufacturedanintelligentspeedcontrolsystemfortransfusion.TheequipmentusePCbywayofhostcomputer,AT89C51micro-controllerbywayofnodecontroller,composesadistributedlocalcontrolnetwork.Thesystemcoulddetectthedropsandthelocationofliquidthroughthetransferlinewithaccurateinfraredoptic-electricdetects.Controltheheightofbottlewithansynchronouselectromotor,realizationtransfusionspeedautomaticadjustment,madetransfusionbecomemoreconvenientandsafety.Itwasmeasuredbyfulfillmentproofthattheerrormarginofthesystemissmall,functionstability,theconstructionisreasonable,suitatphysicallyappliedinsideexpansion.Keyword:Speedmeasuring,Automaticadjustment,Transfusioncontrol,Serialcommunication,infraredoptic-electricdetectstechnique..目錄摘要IAbstract II1前言11.1研究的目的和意義11.2國外播種機(jī)及其測種測肥研究動態(tài)11.3設(shè)計(jì)研究的主要容21.4設(shè)計(jì)研究的預(yù)期效果22系統(tǒng)設(shè)計(jì)32.1總體設(shè)計(jì)3系統(tǒng)框圖3模塊說明32.2各模塊設(shè)計(jì)原理4光電傳感器及整形電路4報(bào)警電路5鍵盤控制與顯示52.2.4RS-232C72.2.580C51單片機(jī)的引腳功能83軟件設(shè)計(jì)113.1上位機(jī)軟件113.2下位機(jī)軟件114播種排種器134.1排種器的技術(shù)要求134.2測種傳感器13工作原理14控制裝置硬件設(shè)計(jì)14數(shù)據(jù)輸入部分14單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)154.2.5電機(jī)控制模塊15人機(jī)接口模塊15試驗(yàn)儀器與方法15試驗(yàn)結(jié)果165理論計(jì)算與分析175.1施密特觸發(fā)器175.2單片機(jī)計(jì)算種子數(shù)量的方法175.3排肥器的要求176調(diào)試196.1硬件調(diào)試196.2軟件調(diào)試196.3軟硬件連調(diào)196.4測試儀器196.5誤差來源分析196.6液晶屏顯示程序197種〔肥箱的設(shè)計(jì)237.1種子、肥箱的要求23種子、肥料箱容量計(jì)算23種子、肥料箱結(jié)構(gòu)特點(diǎn)248總結(jié)258.1硬件設(shè)計(jì)中遇到的問題258.2本設(shè)計(jì)的結(jié)論25參考文獻(xiàn)27致28.1前言1.1研究的目的和意義我國是農(nóng)業(yè)大國,一直以來,廣泛的農(nóng)業(yè)機(jī)械化就成為我國的一大問題,播種機(jī)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中六大關(guān)鍵作業(yè)環(huán)節(jié)之一,播種機(jī)械化是農(nóng)業(yè)機(jī)械化過程中最為復(fù)雜也最為艱巨的工作。播種機(jī)械面對的播種方式、作物種類、品種變化繁多,這就需要播種機(jī)械有較強(qiáng)的適應(yīng)性和滿足不同植物要求的工作性能。必須在較短的播種農(nóng)時(shí),根據(jù)農(nóng)業(yè)技術(shù)要求,將種子播到田地里去,使作物獲得良好的發(fā)育生長條件。播種質(zhì)量的好壞,將直接影響到作物的出苗、苗全和苗壯,因而對產(chǎn)量的影響很大。由于精密播種可以保證種子在田間最合理分布,播種量精確,株距均勻,播深一致,為種子的生長發(fā)育創(chuàng)造最佳條件,可以大量節(jié)省種子,減少田間間苗用工,保證作物穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。因此,現(xiàn)代農(nóng)業(yè)對精密播種機(jī)的技術(shù)要求越來越迫切。測土配方施肥是以土壤測試和肥料田間試驗(yàn)為基礎(chǔ),根據(jù)作物需肥規(guī)律、土壤供肥性能和肥料效應(yīng),在合理施用有機(jī)肥料的基礎(chǔ)上,提出氮、磷、鉀及中、微量元素等肥料的施用數(shù)量、施肥時(shí)期和施用方法。測種則是為了精確播種數(shù)量。其重要意義主要體現(xiàn)在：〔1是促進(jìn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn),農(nóng)民增收的重要措施,?！?是提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì),增強(qiáng)農(nóng)業(yè)競爭力的重要環(huán)節(jié)；〔3是發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),建設(shè)節(jié)約型社會的重要容；〔4是減少肥料污染、培肥地力,提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力的根本措施。1.2國外播種機(jī)及其測種測肥研究動態(tài)現(xiàn)在國外播種機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀：我國的播種機(jī)以傳統(tǒng)的谷物條播機(jī)為主,與小型拖拉機(jī)配套的播種機(jī)及畜力播種機(jī)目前仍占主導(dǎo)地位。全國有500家左右的企業(yè)生產(chǎn)播種機(jī),其中只有10家生產(chǎn)與大中型拖拉機(jī)配套的播種機(jī),與小拖配套的播種機(jī)和畜力播種機(jī)的產(chǎn)量已占到全國播種機(jī)產(chǎn)量的90%以上。近幾年,我國的聯(lián)合作業(yè)播種機(jī)發(fā)展也較快,其機(jī)具主要有播種一拖肥聯(lián)合作業(yè)機(jī)、耕作―播種聯(lián)合作業(yè)機(jī)、松土―施肥―覆膜―穴播聯(lián)合作業(yè)機(jī)和施水―播種聯(lián)合作業(yè)機(jī)等,目前又發(fā)展了鋪膜播種聯(lián)合作業(yè)機(jī)。另外,精少量播種機(jī)具推廣勢頭強(qiáng)勁,小麥精少量播種機(jī)和中耕作物精密播種機(jī)推廣應(yīng)用迅速。測肥要根據(jù)使用對象的特點(diǎn),采集不同區(qū)域的土樣,測定土壤氮,磷,鉀有機(jī)質(zhì)含量和酸堿度。對中微量元素〔鈣,鎂,硫,鐵,錳,銅,鋅,硼的有效態(tài)含量,可根據(jù)植物狀態(tài)選擇性測定并可根據(jù)需要測量的土壤的物理,化學(xué)性質(zhì)。綜合分析結(jié)果和植物狀態(tài)。1.3設(shè)計(jì)研究的主要容本設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)以STC單片機(jī)為核心芯片,并通過測種傳感器與測肥傳感器采集信號,輸送到STC單片機(jī)進(jìn)行數(shù)字信號處理,統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),通過LED顯示屏實(shí)時(shí)反饋給工作人員播種。1.4設(shè)計(jì)研究的預(yù)期效果〔1設(shè)定播種數(shù)量圍為5~10〔粒/坑；〔2控制丟失率圍為設(shè)定值3%；〔3實(shí)現(xiàn)上位機(jī)設(shè)定速度及報(bào)警的控制；2系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1總體設(shè)計(jì)2.1.1系統(tǒng)框圖紅外傳感器放大整形STC89C51單片機(jī)液晶顯示RS－232C C主機(jī)報(bào)警裝置紅外傳感器放大整形STC89C51單片機(jī)液晶顯示RS－232C C主機(jī)報(bào)警裝置圖2-1-1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2.1.2模塊說明1傳感器模塊：光電傳感器接受測種信號,將其轉(zhuǎn)化為電壓信號,經(jīng)過電壓比較器轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)TTL電平,當(dāng)種箱中的種子降到警戒值時(shí),單片機(jī)控制發(fā)出報(bào)警。2>RS232：是串口通訊接口,可以利用它實(shí)現(xiàn)與主機(jī)的通訊。3STC80C51：〔14k字節(jié)程序儲存器ROM,增強(qiáng)型52為8k字節(jié)〔2128字節(jié)數(shù)據(jù)儲存器RAM,256字節(jié)〔34個(gè)8位的輸入輸出端口〔I/O〔42個(gè)16位定時(shí)〔或計(jì)數(shù)器〔T/C3個(gè)〔55個(gè)中斷源6個(gè)〔6串行通信接口〔764K外部程序擴(kuò)展空間〔864K外部數(shù)據(jù)擴(kuò)展空間〔9位處理和位尋址4永磁電機(jī)：利用單片機(jī)控制永磁電機(jī)的啟停,正反轉(zhuǎn)進(jìn)而控制點(diǎn)滴速率。5>主機(jī)：主機(jī)通過通信模塊MAX232轉(zhuǎn)換器與RS-232C總線相連,進(jìn)行信息轉(zhuǎn)換,負(fù)責(zé)對測種速度檢測和動態(tài)顯示〔粒/分。2.2各模塊設(shè)計(jì)原理2.2.1光電傳感器及整形電路在測量種子數(shù)量時(shí),我們采用紅外傳感器,此傳感器輸出信號變化明顯,靈敏度高,是一種利用感光元件對變化的入射光加以接收,并進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換,它的發(fā)光元件和接收元件的光軸是重合的。當(dāng)種子經(jīng)過它倆之間時(shí),會阻斷光路,使接收元件接收不到來自發(fā)光元件的光,進(jìn)而輸出一個(gè)強(qiáng)信號。這樣就起到了檢測作用。從兩個(gè)傳感器出來的信號都比較大,但都不很穩(wěn)定,所以我們采用了一個(gè)施密特觸發(fā)器74HC14,通過它對信號進(jìn)行反向,從而獲得最終的輸出"開","關(guān)"。如圖2-2-1為對種子速度信號的單限比較器和對瓶口報(bào)警信號的單限比較器。從2和4出來的信號分別送給單片機(jī)STC89C51的P3^2和P3^3及單片機(jī)的外中斷0和外中斷1。圖2-2-1測種裝置電路圖Figure2-2-1bubblegatheringcircuitdiagram74HC14集成塊部裝有六個(gè)獨(dú)立的施密特觸發(fā)器,施密特觸發(fā)器最重要的一個(gè)特點(diǎn)就是能夠把變化非常緩慢的輸入脈沖波形,整形成為適合于數(shù)字電路與要的矩形脈沖,而且由于具有滯回特性,所以抗干擾能力也很強(qiáng)。74HC14部的施密特觸發(fā)器有一個(gè)上限閾值電壓U和下限閾值U。施密特觸發(fā)器在脈沖的產(chǎn)生和整形電路中應(yīng)用很廣。施密特觸發(fā)器的輸出電平是由輸入信號電平?jīng)Q定的,觸發(fā)的含義是指當(dāng)輸入信號由低電平上升到U、或由高電平下降到U時(shí),會引起電路部的正反饋過程,從而使輸出發(fā)生跳變。說準(zhǔn)確些應(yīng)該叫做具有施密特觸發(fā)特性的反相器,實(shí)現(xiàn)的是非即"反向"的邏輯功能。74HC14集成塊采用C-14型封裝,圖2-2-2為外型及管腳排列圖。圖2-2-2外型及管腳排列圖Figure2-2-2outlookandbasepinarrangementchart通過對圖2-2-2和對74HC14的介紹可知當(dāng)有液滴落下時(shí)施密特觸發(fā)器會輸出低電平,而當(dāng)沒有液滴落下是施密特觸發(fā)器會輸出高電平。2.2.2報(bào)警電路本設(shè)計(jì)中報(bào)警電路應(yīng)用蜂鳴器報(bào)警,其電路圖如圖2-2-3圖2-2-3蜂鳴器驅(qū)動電路圖Figure2-2-3thebuzzeractuatesthecircuitdiagram2.2.3鍵盤控制與顯示本設(shè)計(jì)中的鍵盤控制用上位機(jī)進(jìn)行控制,顯示用液晶JM12864M進(jìn)行顯示。一、液晶顯示器的模塊概述：JM12864M漢字圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊,可顯示漢字及圖形,置8192個(gè)中文漢字〔16X16點(diǎn)陣、128個(gè)字符〔8X16點(diǎn)陣及64X256點(diǎn)陣顯示RAM〔GDRAM。主要技術(shù)參數(shù)和顯示特性:電源：VDD3.3V~+5V<置升壓電路,無需負(fù)壓>；顯示容：128列×64行顯示顏色：黃綠128X64HZ引腳說明引腳號引腳名稱方向功能說明1VSS-模塊的電源地2VDD+5V模塊的電源正端3V0+LCD驅(qū)動電壓輸入端4RS<CS>H/L指令并行的指令/數(shù)據(jù)選擇信號；串行的片選信號5R/W<SID>H/L寫并行的讀寫選擇信號；串行的數(shù)據(jù)口6E<CLK>H/L并行的使能信號；串行的同步時(shí)鐘7DB0H/L數(shù)據(jù)08DB1H/L數(shù)據(jù)19DB2H/L數(shù)據(jù)210DB3H/L數(shù)據(jù)311DB4H/L數(shù)據(jù)412DB5H/L數(shù)據(jù)513DB6H/L數(shù)據(jù)614DB7H/L數(shù)據(jù)715PSBH/L并/串行接口選擇：H-并行；L-串行16NC空腳17RESETH/L復(fù)位低電平有效18NC空腳19LED_A〔LED+5V背光源正極20LED_K〔LED-OV背光源負(fù)極顯示角度：6：00鐘直視LCD類型：STN與MCU接口：8位或4位并行/3位串行配置LED背光〔1輕?。篖ED背光采用發(fā)光二極管作為背光光源,不需要燈管,因此導(dǎo)光板的厚度大幅降低,整組背光板的厚度可以降低一半左右,間接地減少筆記本的重量,帶來纖細(xì)的機(jī)型,便攜性增強(qiáng)；

〔2功耗降低,發(fā)光效率高,續(xù)航能力增強(qiáng)。以往的CCFL需要一系列的電壓變換器,損耗增大；LED自身發(fā)光效率高?？偟膩碚f,能節(jié)省傳統(tǒng)顯示屏約40%的功耗,同樣電量情況下,直接帶來續(xù)航能力的提升；

〔3屏幕亮度更高,更均勻性、色彩表現(xiàn)力強(qiáng),對于色彩圍而言,LED背光屏幕可以更容易的做到廣色區(qū)域。

〔4環(huán)保：LED背光屏幕不含汞,汞為有害物質(zhì),可對人體造成傷害,污染水源；

〔5LED背光的壽命非常長。二、上位機(jī)設(shè)計(jì)二、上位機(jī)設(shè)計(jì)C++Builder6的介紹如下：BorlandC++Builder6,它是一種可視化的程序語言,所謂"可視化",是指開發(fā)圖形應(yīng)用界面的方法,其方法就是在建立用戶界面〔UserInterface時(shí),不必編寫程序來描述輸入或輸出界面的外觀和配置,只要使用工具箱的工具,在程序設(shè)計(jì)階段便可實(shí)現(xiàn),是屬于一種"Whatyouseeiswhatyouget"可視化的設(shè)計(jì)觀念。C++Builder6是以C語言為基礎(chǔ),再加入許多對象的觀念以及WindowsGUI有關(guān)的功能。C++Builder6的功能簡述如下：引導(dǎo)C++軟件開發(fā)進(jìn)入新境界WebServices完美集成企業(yè)與企業(yè)見的異質(zhì)系統(tǒng)快捷強(qiáng)大的Web應(yīng)用程序開發(fā)能力建構(gòu)高效能多層數(shù)據(jù)庫WebServices應(yīng)用系統(tǒng)輕易連接企業(yè)數(shù)據(jù)庫實(shí)力企業(yè)級e-Business解決方案運(yùn)用快速開發(fā)工具〔RAD快速進(jìn)入市場強(qiáng)大的調(diào)試功能高開發(fā)效率的集成開發(fā)環(huán)境運(yùn)用CORBA集成異質(zhì)環(huán)境2.2.4RS-232C在控制系統(tǒng)中,PC機(jī)與單片機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信主要采用異步串行通信方式。AT89C52的串行口,輸入RXD、輸出TXD均為TTL電平。用TTL電平傳輸,信號傳輸距離短。為了增大通信距離,提高串行通信的可靠性,根據(jù)本設(shè)計(jì)需要可選用RS—232C標(biāo)準(zhǔn)串行接口,MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片驅(qū)動。在RS—232C接口中,采用負(fù)邏輯,即－3～－15V表示"1"；＋3～＋15V表示"0"；由于RS—232C電平與TTL電平互不兼容,所以二者接口時(shí)必須進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。本設(shè)計(jì)采用MAX232雙工發(fā)送器/接收器,它能滿足EIARS232C的電氣規(guī)。且僅需要＋5V電源,置電子泵電壓轉(zhuǎn)換器將＋5V轉(zhuǎn)換成－10～＋10V。該芯片與TTL/CMOS電平兼容。片有兩個(gè)發(fā)送器,兩個(gè)接收器。下面將MAX232作一下詳細(xì)的說明：MAX232是一款兼容RS232標(biāo)準(zhǔn)的芯片。該器件包含2驅(qū)動器、2接收器和一個(gè)電壓發(fā)生器電路提供TIA/EIA-232-F電平。該器件符合TIA/EIA-232-F標(biāo)準(zhǔn),每一個(gè)接收器將TIA/EIA-232-F電平轉(zhuǎn)換成5-VTTL/CMOS電平。MAX232每一個(gè)發(fā)送器將TTL/CMOS電平轉(zhuǎn)換成TIA/EIA-232-F電平。每個(gè)接收器將EIA/TIA-232-E電平輸入轉(zhuǎn)換為5VTTL/CMOS電平。這些接收器具有1.3V的典型門限值及0.5V的典型遲滯,而且可以接收±30V的輸入。每個(gè)驅(qū)動器將TTL/CMOS輸入電平轉(zhuǎn)換為EIA/TIA-232-E電平。MAX232的工作溫度圍為0℃至70℃。特點(diǎn):

〔1單5V電源工作；〔2LinBiCMOS；〔3TM工藝技術(shù)；〔4兩個(gè)驅(qū)動器及兩個(gè)接收器；〔5±30V輸入電平；〔6低電源電流：典型值是8mA；〔7符合甚至優(yōu)于ANSI標(biāo)準(zhǔn)EIA/TIA-232-E及ITU推薦標(biāo)準(zhǔn)V.28；〔8可與Maxim公司的MAX232互換；<9>ESD保護(hù)大于MIL-STD-883〔方法3015標(biāo)準(zhǔn)的2000V；圖2-2-4RS-232C電路圖Figure2-2-4RS-232Ccircuitdiagram2.2.580C51單片機(jī)的引腳功能80C51單片機(jī)雙列直插〔DIP封裝40引腳芯片如圖2所示。2-2-580C51引腳圖1P0端口引腳32~39為P0端口?？勺鳛橥ㄓ肐/O端口,其復(fù)用功能還可作為數(shù)據(jù)總線〔DBUS和地址低8位〔A0~A7的輸出線2P1端口P1端口在80C51的引腳1~8上,可作為端口操作,也可按位用P1.0、P1.1、P1.2···P1.7進(jìn)行位操作,對80C51,8跟線純粹只作I/O端口線使用。3P2端口引腳21~28為P2端口,除了I/O端口功能外,復(fù)用功能是作為地址總線的高8位〔A8~A154P3端口引腳10~17是P3端口。其服用功能最特殊,比P0和P2端口的總線功能要復(fù)雜。如下表。表1端口P3的復(fù)用功能位符號位地址復(fù)用功能P3.0RXDB0H串行通信口的數(shù)據(jù)接收線P3.1TXDB1H串行通信口的數(shù)據(jù)發(fā)送線P3.2INT0B2H外部中斷0P3,3INT1B3H外部中斷1P3.4T0B4H定時(shí)/計(jì)數(shù)器0外部輸入端P3.5T1B5H定時(shí)/計(jì)數(shù)器1外部輸入端P3.6WRB6H外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通輸出P3.7RDB7H外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通輸出5程序存儲器使能端PSEN80C51有4根總線控制信號,PSEN在29腳上為輸出信號,是外部程序存儲器擴(kuò)展功能中的代碼讀取控制信號,通常接到一片EPROM的輸出使能端〔OE來讀取其中的程序代碼6址鎖存信號ALE30腳深谷ALE輸出信號,為了減少芯片的引腳,采用數(shù)據(jù)線與地址低8位復(fù)用的方式,在對存儲器操作的前半周期,從數(shù)據(jù)線〔P0端口輸出地址低8位〔A0~A7,在后半周期存儲器的數(shù)據(jù)才被讀寫到數(shù)據(jù)線上7片外ROM選擇EA第31為EA輸入信號,一般外接+5V或地,如果接高+5V,80C51從片ROM中取程序指令,如果接低,則從片外取程序指令?，F(xiàn)在主要用片ROM,EA接+5V。8復(fù)位RST第9腳為復(fù)位RST。當(dāng)該信號端輸入高電平長達(dá)兩個(gè)機(jī)器周期以上時(shí),各寄存器將初始化,系統(tǒng)被復(fù)位。當(dāng)RST為低時(shí),系統(tǒng)正常工作。9晶體振蕩器輸入端XTAL1,XTAL218和19腳接晶振,一般要求在兩端各隊(duì)地接一支30vpF的電容,使振蕩頻率穩(wěn)定。10電源輸入端Vcc和Vss80C51用單5V電源,有些用3V。具體看芯片封裝和型號。第40腳Vcc接+5V。第20腳Vss接地。3軟件設(shè)計(jì)如果把硬件比作系統(tǒng)的軀體,那么軟件編程就是它的靈魂。失去靈魂的軀體只能是個(gè)擺設(shè),沒有多大的價(jià)值而言。軟件設(shè)計(jì)是本系統(tǒng)制作的關(guān)鍵點(diǎn)之一。軟件設(shè)計(jì)主要有信號的采集和處理,控制信號的輸出,主站、從站通信以及顯示和鍵盤控制程序。信號采集包括測量點(diǎn)滴脈沖,計(jì)數(shù)測量點(diǎn)滴速度和報(bào)警信號處理。3.1上位機(jī)軟件采用基于Windows98平臺的C++Builder6.0面向?qū)ο蟮?2位可視化高級語言。具有系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)發(fā)送和接收、本機(jī)狀態(tài)查詢、工作站狀態(tài)查詢、報(bào)警、數(shù)據(jù)管理等功能模塊,如圖3-1所示。主機(jī)設(shè)有定點(diǎn)和監(jiān)測從站工作狀態(tài)兩種工作方式,在監(jiān)測時(shí),主站能任意設(shè)定要查詢的從站的點(diǎn)滴速度,并可顯示從站傳輸過來的點(diǎn)滴速度,收到從站發(fā)出來的報(bào)警信號后,能聲光報(bào)警,可用手動方式解除報(bào)警狀態(tài)。參參數(shù)設(shè)定數(shù)據(jù)收發(fā) 數(shù)據(jù)處理狀態(tài)查詢實(shí)時(shí)報(bào)警退出程序上位機(jī)軟件功能選擇圖4-1上位機(jī)功能圖3.2下位機(jī)軟件下位機(jī)軟件主要是完成種子數(shù)量的檢測、調(diào)節(jié)和顯示,種子檢測和報(bào)警,發(fā)送、接收數(shù)據(jù)和命令。設(shè)計(jì)的主要思路是：〔1將種子探測電路的輸出信號輸入單片機(jī)的T0口〔即P3^2,用片定時(shí)計(jì)數(shù)器測出種子數(shù)和所需要是時(shí)間,測三次后用其平均值,從而將其處種子速度測出來并用液晶顯示出來?！?控制器的執(zhí)行算法采用循環(huán)比較檢測的方法。基本思想是：把預(yù)設(shè)的種子數(shù)量A與實(shí)時(shí)采集上來的數(shù)據(jù)種子數(shù)量B相比較。當(dāng)A大于B時(shí),使電動機(jī)正轉(zhuǎn)；當(dāng)A小于B時(shí),使電動機(jī)反轉(zhuǎn),從而調(diào)整種子的數(shù)量。能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)整。〔3各下位機(jī)采用中斷方式接收主機(jī)的命令、數(shù)據(jù)和液位檢測電路的信號輸出。下位機(jī)主程序流程圖：圖3-2下位機(jī)程序流程圖系統(tǒng)初始化接收設(shè)定種子數(shù)量startNOYES檢測實(shí)際種子數(shù)量w=startYESNOw>start電機(jī)正轉(zhuǎn)增加種子的數(shù)量電機(jī)反轉(zhuǎn)減少種子的數(shù)量YES系統(tǒng)初始化接收設(shè)定種子數(shù)量startNOYES檢測實(shí)際種子數(shù)量w=startYESNOw>start電機(jī)正轉(zhuǎn)增加種子的數(shù)量電機(jī)反轉(zhuǎn)減少種子的數(shù)量YESNOPd=1報(bào)警YES等待NO開始結(jié)束4播種排種器4.1排種器的技術(shù)要求排種器是種子群體與植株個(gè)體之間的轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié),其前端是混沌的不定量集合散粒體,不具有個(gè)體屬性和農(nóng)藝栽培所必須的播種屬性,不能賴以出苗成長或收獲。分離和定量是種子獲得播種屬性的初始階段,當(dāng)定量分離的種子被先后有序的定植于土壤中特定的坐標(biāo)位置以后,種子才最終獲得了播種屬性,才具備發(fā)芽,出苗,生長和收獲的種子屬性。因此,排種器是播種機(jī)或播種作業(yè)的核心與必要部件[3]。精密排種器的精確排種是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中節(jié)支增效的有效措施。精密排種器的工作是精確,可控,定量地從種子群中分離出單?；蚨７N子,形成明顯等時(shí)距均勻中子流。排種器對種子的定量效應(yīng)是通過排種元件對所播種子的體積,質(zhì)量,數(shù)量,流量等物理量的控制實(shí)現(xiàn)的。目前常用的排種器為窩眼輪式,氣壓式,氣吹式,勺輪式,型孔盤式,指夾使式,等等。一般情況是排種質(zhì)量越高,排種器的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜,成本越高。中耕作物如玉米、大豆、甜菜、高粱、棉花等采用精密播種,可以節(jié)省大量種子和間苗勞力,而且可使幼苗分布均勻,達(dá)到苗齊、壯、均,有利于增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)[4]。排種器的技術(shù)要求大體上有以下幾個(gè)方面：1、排種器排種均勻穩(wěn)定,排種均勻性不受外界條件變化而產(chǎn)生嚴(yán)重影響。一臺播種機(jī)的排種量應(yīng)該保持一致。2、不損傷種子。3、播種兩調(diào)節(jié)圍要大。4、通用性好。5、工作可靠,不易堵塞。結(jié)合窄行密植平播的農(nóng)藝技術(shù)特點(diǎn),本著橫向尺寸小,結(jié)構(gòu)簡單,傳動方便,性能可靠的原則,同時(shí)根據(jù)多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),市場調(diào)查及現(xiàn)有排種器優(yōu)缺點(diǎn)分析排種器定位于立式圓盤重力清種的結(jié)構(gòu)形式。4.2測種傳感器精密播種機(jī)的播種均勻性是人們普遍關(guān)注的問題。日本于20世紀(jì)90年代初期開始研制電磁控制排種裝置,用于電子控制的精密播種機(jī)上,其主要裝置是一個(gè)頻幅電路,將頻率信號<車速>轉(zhuǎn)成電壓信號控制驅(qū)動排種器電機(jī)的速度,這種方法的缺點(diǎn)是排種器的排種補(bǔ)償難以實(shí)現(xiàn)。我國在播種均勻性監(jiān)測上進(jìn)行了一些研究,但有關(guān)提高播種均勻性的研究尚未見報(bào)道。傳統(tǒng)播種機(jī)使用地輪驅(qū)動排種器,地輪阻力大,容易打滑。保護(hù)性耕作收獲后不翻耕,土壤表面至少有30%的殘茬覆蓋,秸稈和雜草使地輪的附著力減弱,地輪打滑更加嚴(yán)重,播種均勻性無法得到保證。另外,生產(chǎn)中精密播種機(jī)播種量的調(diào)節(jié)也比較困難,傳統(tǒng)的方法是經(jīng)人工計(jì)算后,手動調(diào)換不同的鏈輪或排種器,費(fèi)時(shí)費(fèi)力,而且此種調(diào)節(jié)是有級的,很難達(dá)到精密播種要求。針對上述問題,筆者研究了一種用于精密播種機(jī)的排種自動控制裝置[1~5]。4.2.1工作原理本系統(tǒng)采用電機(jī)驅(qū)動排種器。為使電機(jī)及排種器轉(zhuǎn)速與播種機(jī)作業(yè)速度一致,系統(tǒng)采用智能控制器<單片機(jī)>測量播種機(jī)作業(yè)速度,并根據(jù)測得的速度動態(tài)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速。由于五輪儀所受阻力較小,能準(zhǔn)確反映播種機(jī)的真實(shí)作業(yè)速度,故將五輪儀直接安裝在播種機(jī)上,用于測量播種機(jī)的作業(yè)速度。系統(tǒng)部的智能控制器<單片機(jī)>可根據(jù)播量要求自動進(jìn)行計(jì)算,確定播種機(jī)作業(yè)速度與排種器轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系,操作時(shí)通過鍵盤輸入播種量、五輪儀直徑等參數(shù),就能達(dá)到無級調(diào)節(jié)播種量。4.2.2控制裝置硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)由數(shù)據(jù)輸入、智能控制單元、人機(jī)接口單元和執(zhí)行單元4部分組成,其硬件結(jié)構(gòu)見圖1。其中虛線部分是系統(tǒng)的控制主板結(jié)構(gòu),構(gòu)成一個(gè)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng),是整個(gè)控制系統(tǒng)的智能控制單元,具有軟件的存儲、I/O、定時(shí)及中斷、數(shù)據(jù)的處理、執(zhí)行元件控制命令的發(fā)出等功能。數(shù)據(jù)輸入部分本系統(tǒng)中五輪儀只用于測速,為減少其打滑現(xiàn)象,其輪采用大直徑、輕質(zhì)、輕接地壓及外套橡膠的形式設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)方案中五輪儀周長1·6m,采用彈簧對其加壓。其輪軸上安裝一圓盤,上面均勻分布8個(gè)磁塊,當(dāng)五輪儀轉(zhuǎn)動時(shí),磁塊接近霍爾傳感器[6],傳感器輸出低電平。這樣,在作業(yè)中測得2個(gè)低電平之間的時(shí)間,又已知2個(gè)低電平<2個(gè)磁塊>之間的夾角,即可計(jì)算出五輪儀的轉(zhuǎn)速,從而得到播種機(jī)的轉(zhuǎn)速。4.2.4單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)8031單片機(jī)外接片外程序存儲器和數(shù)據(jù)存貯器構(gòu)成了單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)[7,8]。8031單片機(jī)是系統(tǒng)的關(guān)鍵部件,作業(yè)前可以處理參數(shù)的輸入。作業(yè)時(shí),8031單片機(jī)接收五輪儀的輸入信號,通過預(yù)先設(shè)置的控制算法對數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理,然后將結(jié)果輸出到控制單元,對排種器轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制。因系統(tǒng)中8031單片機(jī)2個(gè)外部中斷都被占用,為了不增加其他硬件,利用其定時(shí)/計(jì)數(shù)器1的外部事件計(jì)數(shù)輸入功能擴(kuò)展一個(gè)外部中斷,用來接收8279接口芯片的中斷請求。設(shè)置定時(shí)/計(jì)數(shù)器1工作在模式2<外部脈沖輸入計(jì)數(shù)方式>,并將TL1和TH1初值定為0xff。TL1作為一個(gè)8位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器,當(dāng)有一個(gè)下降沿來臨時(shí),計(jì)數(shù)器TL1溢出,定時(shí)器1中斷,這時(shí)TH1中的容重新裝載到TL1,為接收下一個(gè)中斷做好準(zhǔn)備。電機(jī)控制模塊系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)步進(jìn)電機(jī)的輸入為脈沖信號,當(dāng)有一個(gè)脈沖輸入,電機(jī)輸出軸就轉(zhuǎn)動一固定的角度[9,10],所以只要改變輸入脈沖的頻率,就可以改變步進(jìn)電機(jī)的速度。改變輸入脈沖頻率的方法很簡單,可以用8031單片機(jī)的1位I/O口向步進(jìn)電機(jī)發(fā)送變頻脈沖,但考慮到8031單片機(jī)還要做其他的工作,發(fā)送變頻脈沖不僅占用CPU的時(shí)間,而且要占用單片機(jī)的I/O口和中斷資源,因此系統(tǒng)中使用單片機(jī)控制1片8253計(jì)數(shù)器發(fā)送脈沖來驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)所需脈沖的最低電平一般都有寬度要求,試驗(yàn)使用的四通電機(jī)要求低電平不低于500ns,因此將計(jì)數(shù)器0和1串聯(lián)使用,計(jì)數(shù)器0相當(dāng)于分頻器,將分頻好的頻率信號輸入計(jì)數(shù)器1,計(jì)數(shù)器1的輸出控制步進(jìn)電機(jī)。計(jì)數(shù)器0的工作方式為方波發(fā)生器方式,8031單片機(jī)的ALE提供計(jì)數(shù)器0的輸入脈沖,其輸出脈沖頻率可按實(shí)際情況設(shè)定,此系統(tǒng)中設(shè)定計(jì)數(shù)器0的輸出脈沖寬度為2μs。計(jì)數(shù)器1的工作方式設(shè)置為頻率發(fā)生器方式,輸出低電平的寬度等于計(jì)數(shù)器0輸出脈沖的一個(gè)周期<即2μs>,可滿足四通電機(jī)的輸入要求。作業(yè)時(shí),單片機(jī)監(jiān)測到播種機(jī)作業(yè)速度改變后,將計(jì)算得到的合適的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)寫入8253計(jì)數(shù)器,即可改變排種器的轉(zhuǎn)速,使之與播種機(jī)保持同步。4.2.6人機(jī)接口模塊人機(jī)接口模塊是操作員與系統(tǒng)交互的接口,包含12位鍵<10位數(shù)字鍵、2位功能鍵>和4位的LED顯示器。通過鍵盤和LED顯示器可以對五輪儀直徑、排種器孔數(shù)及播種量等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置,LED顯示器還可顯示系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。鍵盤、顯示器接口芯片選用Intel8279。Intel8279是一種實(shí)現(xiàn)鍵盤輸入和段式數(shù)碼顯示控制的專用智能芯片,具有使用簡單、功能強(qiáng)大的特點(diǎn)。4.2.7試驗(yàn)儀器與方法在試驗(yàn)室土槽中進(jìn)行系統(tǒng)測試,試驗(yàn)用輔助器材為一套CVI控制系統(tǒng),此系統(tǒng)用于控制土槽小車的速度,并采集各類傳感器的數(shù)據(jù)。試驗(yàn)分2部分:1>驗(yàn)證系統(tǒng)中五輪儀與排種器的同步性。在五輪儀和排種器上各放置1個(gè)速度傳感器,試驗(yàn)時(shí)通過CVI控制系統(tǒng)同時(shí)采集五輪儀和排種器的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù),共采集樣本50組。CVI控制系統(tǒng)對每組數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析,驗(yàn)證系統(tǒng)中五輪儀與排種器是否同步。2>測試此系統(tǒng)在不同速度<0·8,1·2,1·6和2·0m·s-1>條件下的排種均勻性和播量均勻性。在排種器的下方放置一個(gè)光電傳感器,用于測量種子下落的時(shí)間間隔。CVI控制系統(tǒng)采集種子下落的時(shí)間間隔數(shù)據(jù),并根據(jù)測得的五輪儀的轉(zhuǎn)速及種子下落的時(shí)間間隔,得出每組區(qū)長為10m時(shí)的排種均勻性和播量均勻性變異系數(shù)。4.2.8試驗(yàn)結(jié)果五輪儀與排種器的同步性試驗(yàn)中,通過CVI控制系統(tǒng)對采集到的五輪儀轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)和排種器轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析,50個(gè)樣本中,相關(guān)度最小的0·92,最大的0·97,說明排種器和五輪儀有較高的同步性,用此控制方法可以重現(xiàn)播種機(jī)的速度。排種均勻性及播量均勻性試驗(yàn)結(jié)果表明,隨著速度的增大,排種器的排種均勻性和播量均勻性<每m播量>都會下降,因此試驗(yàn)中根據(jù)播量與速度的關(guān)系曲線,使用非線性插值方法<控制算法>對播量進(jìn)行了補(bǔ)償,然后再進(jìn)行試驗(yàn)。結(jié)果表明,通過這種補(bǔ)償可以使播量與速度無關(guān),提高了播量均勻性。隨速度的增加排種均勻性還會下降,但與補(bǔ)償前比較,排種均勻性可以提高6個(gè)百分點(diǎn)。5理論計(jì)算與分析在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,需要理論計(jì)算和分析的主要是：單限比較器的參考電壓的設(shè)置,單片機(jī)計(jì)算種子數(shù)量的方法。下面我們一一來進(jìn)行分析。5.1施密特觸發(fā)器由于光電開關(guān)傳感器傳送上來的電壓比較高,我們采用直接接到74HC14的輸入端,對74HC14來說,只要輸入電壓大于其上限閾值就輸出5V,低于下限閾值就輸出0V確保輸出能從一種狀態(tài)可靠的轉(zhuǎn)換到另一種狀態(tài)。所以使用于弱信號的檢測。5.2單片機(jī)計(jì)算種子數(shù)量的方法光電開關(guān)傳感器通過比較器不斷的給單片機(jī)傳送脈沖,設(shè)置單片機(jī)每接收十個(gè)脈沖就中斷一次。單片機(jī)從接收第一個(gè)脈沖〔即第第一個(gè)種子下落開始計(jì)時(shí)到第十一個(gè)脈沖〔即第十一種子下落結(jié)束為止,這時(shí)單片機(jī)將這個(gè)時(shí)間間隔<t1>存放好,然后再從第十一二個(gè)脈沖開始計(jì)時(shí)到第二十三個(gè)脈沖結(jié)束為止,這樣就取的第二個(gè)時(shí)間間隔<t2>。依次這樣連續(xù)取得三個(gè)時(shí)間間隔<t1,t2,t3>,也就是在t1+t2+t3這段時(shí)間,總共有40個(gè)點(diǎn)滴通過。因此我們可以推算一分鐘經(jīng)過的點(diǎn)滴個(gè)數(shù)X=<40*60>/<t1+t2+t3>,即是播種種子的速度。此種方法計(jì)算精確,且理論簡單,易于理解。對于測肥的,也同樣選用次方法,播種和中耕追肥機(jī)上的排肥,主要用于排施粒狀和粉狀化肥、粒狀復(fù)以及農(nóng)場自制顆粒肥料等?；实闹饕夹g(shù)特性見表2肥料名稱外形含水率％單位容積質(zhì)量ｇ／ｌ自然休止角尿素顆粒72035°硫酸銨粒狀0.9394344°硝酸銨結(jié)晶2.13101035°碳酸氫銨粉狀2.8792037°磷酸銨晶體2840過磷酸鈣粉粒狀16880表2幾種化肥的主要技術(shù)特性5.3排肥器的要求<1>要有一定的排肥能力,一般施肥量應(yīng)在5～30㎏／畝圍可調(diào)。排肥量要均勻穩(wěn)定,不架空、不堵塞、不斷條。<2>通用性好,能排施多種肥料。<3>排肥工作阻力不大,工作可靠,使用調(diào)節(jié)方便,便于箱剩余肥料的清理。<4>零部件要耐腐蝕和耐磨。6調(diào)試6.1硬件調(diào)試1信號采集調(diào)試：從光電開關(guān)傳感器出來的信號很不穩(wěn)定,當(dāng)沒有小種子下落時(shí),它的信號為0.10mv,當(dāng)有種子落時(shí),它的信號圍為24mv～150mv。所以我們要加一個(gè)由74HC14構(gòu)成的施密特觸發(fā)器,使輸出穩(wěn)定在高電平5v左右,低電平0v。用萬用表測比較器的輸出端,并用示波器觀察波形。調(diào)試顯示,模塊可以正常工作。2種子速度調(diào)試：由于種子速度是由單片機(jī)記數(shù)的,所以我們可以通過人為的利用秒表數(shù)種子數(shù)或看示波器的跳動記數(shù)與之比較。3電機(jī)調(diào)試：電機(jī)驅(qū)動平穩(wěn)正常,但可能是由于電機(jī)本身性能所限,電機(jī)在斷電后仍能運(yùn)行一個(gè)緩沖距離才能停止,且在頻繁換向時(shí)震動劇烈,影響其拖動儲液瓶的穩(wěn)定調(diào)節(jié)。6.2軟件調(diào)試軟件編寫使用專門的開發(fā)工具,提供了仿真環(huán)境。但調(diào)試仍主要依靠下載到單片機(jī)運(yùn)行調(diào)試。采用自下到上的調(diào)試方法,單獨(dú)調(diào)試好每個(gè)模塊再連接整機(jī)調(diào)試。6.3軟硬件連調(diào)將硬件系統(tǒng)和單片機(jī)連接,測試系統(tǒng)正常工作。可以測量數(shù)據(jù),顯示、控制都可以實(shí)現(xiàn)。6.4測試儀器普通數(shù)字萬用表,+12v和+5v穩(wěn)壓電源,光電傳感器,低頻信號發(fā)生器,雙蹤示波器,51最小系統(tǒng)板,PC機(jī)等。6.5誤差來源分析〔1外界對傳感器的干擾,使得傳感器不能正常工作,產(chǎn)生漏判。影響數(shù)據(jù)的采集?！?單片機(jī)受到干擾而產(chǎn)生的誤差。〔3由于算法本身的缺陷,產(chǎn)生相應(yīng)的計(jì)算誤差。6.6液晶屏顯示程序C12864液晶顯示模塊的串行時(shí)序如圖4-7所示。在單片機(jī)進(jìn)行寫入命令和寫入數(shù)據(jù)時(shí)序在選通時(shí)間傳送三個(gè)字節(jié)：第一個(gè)字節(jié)高五位為同步位,在通訊時(shí)置高電平,其后是兩位方式選擇位,最后一位置低電平；第二個(gè)字節(jié)高四位為數(shù)據(jù)高四位,低四位為低電平；第三個(gè)字節(jié)高四位為數(shù)據(jù)低四位,低四位同樣置低電平。CSCS19234567810111213141516171819202122232411111RMMMMMMMMRS00000D7D6D5D4D3D2D1D00000SynchronizingBitstringHigherdata1byteLowerdata2byteSID圖6-6-1C12864液晶顯示串行時(shí)序圖該液晶是128×64點(diǎn)陣,由于漢字是16×16點(diǎn)陣,所以每行可以顯示8個(gè)漢字,一屏可以顯示4行,這樣每屏最多可以顯示32個(gè)漢字。該液晶是中文模塊C型液晶圖文顯示器,置漢字庫,因此在顯示漢字及字符時(shí)無需通過特殊軟件提取其字模輸入,而只要通過串行口送入漢字及字符的國標(biāo)碼即可,其字形在屏提出。如圖5-6-1所示,只要輸入漢字顯示的起始坐標(biāo),以及要顯示的漢字串即可。由于本系統(tǒng)顯示信息較多,需要進(jìn)行人機(jī)交互時(shí)就有必要采取菜單方式顯示。它由字符和中文漢字組合而成。液晶顯示的多級菜單一般采用樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),在編程前一定要將所有各級菜單的容做相應(yīng)的處理,使其利于修改便于維護(hù)。MPU寫資料到模塊如圖6-6-2所示：RSRSR/WEDB0-DB7ValiddataTASTANTPMTDSNTHTCTR圖6-6-2MPU寫資料到模塊MPU從模塊讀出資料如圖5-6-3所示：RSRSR/WEDB0-DB7ValiddataTASTANTPMTCCRTHTC圖6-6-3MPU從模塊讀出資料顯示漢字程序流程圖如圖6-6-4所示：初始化液晶屏初始化液晶屏指針?biāo)傅刂肥欠窨蛰斎牍鈽?biāo)顯示地址輸入指針?biāo)傅刂窋?shù)據(jù)指針地址加1YN開始結(jié)束圖6-6-4顯示流程圖7種〔肥箱的設(shè)計(jì)7.1種子、肥箱的要求種子、肥箱的要求有以下幾個(gè)方面：1.必須有足夠的容量,以減少假種加肥次數(shù),并做到播到地頭時(shí)才加種加肥。但種、肥箱過大,播種機(jī)組結(jié)構(gòu)龐大,且使機(jī)組牽引阻力增加。此外,對懸掛式播種機(jī)來說,將直接使機(jī)組縱向穩(wěn)定性變壞。2.箱底板的傾斜角應(yīng)大于種子或廢料的自然休止角,保證種子或肥料順利流入排種器或排肥器。3.種子、肥料相應(yīng)堅(jiān)固耐用、重量輕,剛度好。箱外應(yīng)涂以耐腐油漆。4.加種、加肥方便,容易清理和不殘留種子或肥料。5.箱蓋關(guān)閉嚴(yán)禁,防止雨水浸入。對于氣力式播種機(jī)的種箱,蓋好后要承受一定氣壓,并應(yīng)嚴(yán)密不漏氣。來計(jì)算種箱容積。種子、肥料箱容量計(jì)算種、肥箱的容量是根據(jù)播種工作幅寬、播種量或施肥量、播種行程和種子或肥料單位容積的質(zhì)量等而定。工作時(shí),不應(yīng)將箱種子或肥料全部播完,否則會因箱種子或肥料太少,而影響排種、排肥性能,應(yīng)至少留有１０％的余量。種〔肥箱為整體結(jié)構(gòu),中間用隔板相隔,種〔肥箱通過支撐板固定在機(jī)架上方,其主要功用,是在播種作業(yè)時(shí)用來盛放種子和肥料,要求有一定容積,良好的鋼性,種子流動阻力小,外形勻稱美觀,能防止損傷種子。適當(dāng)增加種〔肥箱容積,可減少加種、加肥次數(shù),縮短輔助時(shí)間,有利于提高生產(chǎn)率,但由于結(jié)構(gòu)空間的限制,容積不能過大,容積過大會使附加質(zhì)量增大,則阻力增加。一般容積至少應(yīng)滿足在最大排量下、在較長地塊上往返一次后在地頭加種、加肥1次,本機(jī)適用于我國北方旱作、平作地區(qū)使用,可在已耕或未耕地上點(diǎn)播玉米,條播各類作物。種、肥箱的容量Ｖ可用下式確定〔7-1式中V——肥箱容積種箱容積；Qmax——最大播量斤/畝；B——播種機(jī)的工作幅寬；L——種子裝滿后能行駛的距離；——種子箱的充滿系數(shù)；——種子容量kg/l；種子、肥料箱結(jié)構(gòu)特點(diǎn)播種機(jī)上的種、肥箱的形狀大多是矩形、梯形或圓形的,用薄鋼板成,也有用玻璃纖維或塑料制成?，F(xiàn)代谷物播種機(jī)上種、肥箱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：<1>增大容積,以減少加種加肥次數(shù)。國外谷物播種機(jī)種箱容積增大到每米工作幅160～200Ｌ；肥箱容積增大到每米工作幅120～180Ｌ。<2>采用整體箱結(jié)構(gòu)。用大型薄鋼板壓制成型,并與機(jī)架連成框架,以增加其剛度。<3>種箱與肥箱容積的相互比例可根究需要調(diào)節(jié)；通過改變種、肥箱壁各板安裝位置,來改變種、肥箱的容積比。8總結(jié)8.1硬件設(shè)計(jì)中遇到的問題首先是了解各硬件的構(gòu)成及其功能,在多種考慮下我首先確定了單片機(jī)型號為80C51,它屬于MCS-51單片機(jī)中的一種,屬于基本型,主要有以下幾部分：1、數(shù)據(jù)存儲器〔RAM:片為128個(gè)字節(jié)〔單元,片外最多可外擴(kuò)64K字節(jié)。2、程序存儲器〔ROM/EPROM：80C51片外最多可外擴(kuò)至64K字節(jié),64K程序存儲器中有5個(gè)單元具有特殊用途,5個(gè)特殊單元分別對應(yīng)5種中斷源的中斷服務(wù)程序的入口地址。程序存儲器中的0000H地址式系統(tǒng)程序的啟動地址。在設(shè)計(jì)中,我們選擇了外擴(kuò)16K字節(jié)EPROM的27128,它有28腳,升級方便；80C51在使用外擴(kuò)存儲器時(shí),EA必須接地。3、中斷系統(tǒng)：具有5個(gè)中斷源,2個(gè)中斷優(yōu)先權(quán)。4、串行口：1個(gè)全雙工串行口,具有四種工作方式?？刂?0C51單片機(jī)串行口的控制寄存器有兩個(gè)：SCON、PCON。單片機(jī)部的串行口有兩個(gè)物理上獨(dú)立的接收、發(fā)送緩沖器SBUF。在設(shè)計(jì)中,我們采用串行口串行發(fā)送數(shù)據(jù)。5、P1口、P2口、P3口、P0口：為四個(gè)并行8位I/O口。6、微處理器〔CPU：為8位的CPU,且含有一個(gè)1位CPU〔位處理器,不僅處理字節(jié)數(shù)據(jù),還可以進(jìn)行位變量操作。接下來是確定各部分連接器件,例如存儲器,鎖存器,A/D轉(zhuǎn)換器等等,在這個(gè)程中,我有一段時(shí)間很茫然,在眾多型號中選擇哪一個(gè)讓我很為難,最后在老師及同學(xué)的幫助和介紹下,我將大家介紹的幾種器件詳細(xì)的了解了一下,最終確定了各部件型號。8.2本設(shè)計(jì)的結(jié)論本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了測種的實(shí)時(shí)有效控制與顯示。且采用連續(xù)四位時(shí)間數(shù)據(jù)求平均值,利用當(dāng)前時(shí)刻前后四個(gè)數(shù)據(jù),可以更接近當(dāng)時(shí)的速度,也可以使速度在調(diào)節(jié)過程中能很好的連續(xù)。不會因?yàn)橥饨鐚鞲衅鞯母蓴_而產(chǎn)生一個(gè)數(shù)據(jù)突變,對計(jì)算數(shù)據(jù)也不會有太大的變動,從而對傳感器要求很高,對外界的干擾會產(chǎn)生漏判等。這種軟件算法很好的解決了這個(gè)問題。但任何算法也只能矯正接近真實(shí)值,不能真正的達(dá)到真實(shí)值的目的。但已經(jīng)達(dá)到所要求的了,可以很好控制在2~3粒種子的誤差圍。已經(jīng)達(dá)到了題目所要求的±3%粒的誤差要求了,總的來說,實(shí)現(xiàn)了從機(jī)獨(dú)立預(yù)置控制種子數(shù)量。主機(jī)可以回顯從機(jī)號和種子數(shù)量。收到從機(jī)報(bào)警。能手動解除報(bào)警。本設(shè)計(jì)完成了各項(xiàng)要求的任務(wù)。由于種種原因,還是存在很多不盡人意的地方。例如：光電傳感器,不讓它有所擾動或晃動產(chǎn)生誤判。還有就是在的傳感器,要及時(shí)的矯正,最好要固定好。再就是軟件部分要進(jìn)一步改進(jìn),特別是在多機(jī)通訊方面,還做得不夠,增加可靠性。該測控系統(tǒng)是光電技術(shù)、微機(jī)技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的綜合應(yīng)用,應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn),可以提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì),給農(nóng)民提供緊急效益,同時(shí),讓病人感覺到輸液更加安全、放心。該系統(tǒng)具有較高的應(yīng)用價(jià)值,具有較好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。便于推廣和普及。參考文獻(xiàn)[1]歐陽斌林,單片機(jī)原理及應(yīng)用,,水利水電,2001[2]梁維銘,黃勁,輸液自動測控系統(tǒng)[J],廣西科學(xué)院學(xué)報(bào),2002[3]康華光,電子技術(shù)基礎(chǔ)?數(shù)字部分,,高等教育,2001[4]自美,電子線路設(shè)計(jì)?實(shí)驗(yàn)?測試.,,華中科技大學(xué),2000