基于单片机的定量农药喷洒控制系统new

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1、2011年1月农机化研究第1期基于单片机的定量农药喷洒控制系统1，21222刘大印，张文爱，王秀，毛益进，马伟(1．太原理工大学信息工程学院，太原030024;2．国家农业信息化工程技术研究中心，北京100097)摘要:针对目前农药定量喷洒技术缺乏的情况，开发了一种农药定量喷洒的控制系统。该控制系统利用单片机和L298芯片通过控制直流水泵的工作时间来实现其功能。用户只需通过键盘输入校核时间并开启系统，再输入校核量和实际需要的农药量，单片机会通过内部设计的算法计算出直流水泵的工作时间，从而达到定量喷药的目的。通过大量的实验发现，利用此控制系统，可以达到农药的定量精准喷洒。关键词:单片

2、机;定量;直流水泵;L298+中图分类号:TP273．5文献标识码:A文章编号:1003－188X(2011)01－0103－041．2硬件电路资源0引言主控芯片采用ATMEL公司的AT89C52单片机处目前，我国的农药喷洒技术大多数落后于西方发理芯片，它具有控制简单、价格低廉的优点，完全可以达国家，在农药的精准定量上更是如此，这样很容易有效控制相应的外围电路。电机驱动模块采用电机造成农业喷洒的不均衡与浪费。为了解决这方面问控制专有芯片L298。L298是双H桥高压大电流功率题，设计了一套控制系统，喷洒用户可以通过键盘输集成电路，用来驱动两个直流电机负载，可以方便地入自己所需要的农

3、药用量。控制电机的正反转与停止。数据采集模块采用单片机经历了几十年的发展，在控制方面仍具有MAX197AD转换芯片可以实时地转换电平的电压量，明显的优势，通过对外围L298芯片的控制，进而有效进而有效地保证直流电机的电压值不低于设定的电地控制了直流电机的转动，从而达到整体控制农药定机工作电压。量喷洒的目的。1．3硬件电路模块1．3．1L298电机驱动模块1精准定量控制系统设计L298是双H桥高压大电流功率集成电路，用来1．1工作原理驱动两个直流电机负载，可以方便地控制电机的正反系统运行开始后，用户首先通过键盘选择大、中、转与停止。L298每一路输出可以正常提供1A的电小流量喷洒挡位

4、，输入需要校核的时间，获取接收到流，峰值电流可达3A，将每个L298芯片的两路输出农药的校核量;然后依次输入校核量和实际用户需要并联后驱动电机，则可以输出2A的电流。的用量，通过单片机对其数据进行运算，控制直流水图1是L298并联的输出的方法，这时每一片芯泵的开启时间，进而达到对农药喷洒流量的控制。在片只能驱动1个电机。其中，IN1和IN2通过TLP521系统运行过程中，用户的电瓶电压会降低，利用A/D光耦元件与单片机I/O口相连来控制电机的停转;转化芯片对电压实时采集;一旦在工作中电瓶电压低ENABLE与单片机输出PWM信号相连来控制直流电于设定的运行电压时，系统会自动提醒用户需

5、要进行机的转速;Out1和Out2输出端口连接直流电机。充电，在此状态下，用户将不能作业。1．3．2数据实时采集模块数据采集采用Maxim公司出品的多量程、8通道收稿日期:2010－03－1812位并行A/D转换器MAX197。它是并行总线的A/基金项目:国家“863”计划项目(2006AA10A308);北京市农委项目D芯片，采用逐次逼近工作方式，内部的输入跟踪保(20070110)作者简介:刘大印(1985－)，男，河南邓州人，硕士研究生，(E－mail)持电路，并把模拟信号转换为12位数字量输出，其并dayin135@126．com。行输出口很容易与单片机接口。通讯作者:王秀

6、(1965－)，男，河北万全人，研究员，(E－mail)xi-图2是其与单片机连接图。uwang@263．net。·103·2011年1月农机化研究第1期1．3．3显示模块为了更好地实习功能，显示部分采用MSR12864R液晶显示器，它采用ST7920液晶控制驱动器。ST7920内置128*64－12汉字图形点阵的液晶显示控制模块，用于显示汉字及图形。该模块提供并行和串行两种连接微处理器的方式，由外部引脚PSB来选择。当PSB写1时选择并行方式，写0时选择串行方式，基于本系统利用较多的单片机I/O口资源，选择串行方式进行液晶的数据命令传输，图3是与单片机的连接图。图3液晶模块接线图

7、图1L298芯片驱动连接图图2MAX197数据转换连接图1．4系统软件设计软件主要是利用德国KEIL公司推出的51系列图4系统控制软件流程图单片机集成开发工具进行C语言开发。采用C语言1．5系统软件算法开发提高程序开发效率，便于程序移植，系统设计软本系统的算法控制是基于输出的流量大小和直件流程图如图4所示。流水泵工作时间成正比，公式为·104·2011年1月农机化研究第1期Y=k×T(1)表3高速模式式中Y—直流水泵流量;校核时间输出校输入值试验一试验二试验三k—斜率