3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
MSP430F149采用C語(yǔ)言完成程序設(shè)計(jì)，可以在IAR軟件中進(jìn)行仿真調(diào)試，程序設(shè)計(jì)流程如圖3所示。
系統(tǒng)的軟件程序固化在MSP430F149內(nèi)部Flash存儲(chǔ)器中完成，采用模塊化設(shè)計(jì)方法，結(jié)構(gòu)清晰。主程序包括有時(shí)鐘初始化、定時(shí)器。Ti-merA、串口通信、A／D初始化和存儲(chǔ)等模塊。系統(tǒng)上電自動(dòng)復(fù)位后，自動(dòng)運(yùn)行程序，采用查詢方式，每120ms發(fā)送一次控制命令。其控制命令的算法如下：
控制命令為：N=(LP／360)(V-2．5)×18，其中，L為編碼器分辨率；P為電機(jī)減速比；V為角度傳感器信號(hào)。
延時(shí)程序用MSP430F149內(nèi)部的定時(shí)器延時(shí)，其相關(guān)程序代碼(延時(shí)10 ms)如下：
定時(shí)器時(shí)鐘源為子系統(tǒng)時(shí)鐘，子系統(tǒng)時(shí)鐘由外部8 MHz時(shí)鐘源經(jīng)8分頻得到。主程序在執(zhí)行完int_timerA()程序后即進(jìn)入定時(shí)器的中斷服務(wù)程序，在中斷服務(wù)程序中設(shè)置中斷標(biāo)志位，標(biāo)志位累加，在主程序中通過(guò)查詢中斷標(biāo)志位的累加次數(shù)，從而判斷延時(shí)時(shí)間是否達(dá)到預(yù)期值?？紤]到電機(jī)的動(dòng)作時(shí)間及控制的實(shí)時(shí)有效，控制命令的發(fā)送時(shí)間要保證每發(fā)送一條命令都要在上一條命令執(zhí)行完畢的情況下，2條命令的發(fā)送時(shí)間間隔盡量縮短。經(jīng)過(guò)多次實(shí)踐，120ms／次的發(fā)送頻率較佳。
4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
將已編譯的程序下載到硬件系統(tǒng)中，并在實(shí)際的水田中進(jìn)行試驗(yàn)，在沒(méi)有應(yīng)用水平控制系統(tǒng)時(shí)，由于水田不平、插秧機(jī)行駛速度等原因?qū)е虏逯膊績(jī)A斜角度左右波動(dòng)變化較大，經(jīng)角度傳感器采集得到的信號(hào)如圖4所示，由圖4中可看到插植部的波動(dòng)范圍較大，最高可達(dá)+20°的傾角范圍，在插秧的水田里也可看到水田出現(xiàn)大量漂秧現(xiàn)象，插秧質(zhì)量無(wú)法得到保證。加入水平控制系統(tǒng)后，得到明顯改善，如圖5所示。測(cè)試結(jié)果表明，沒(méi)有加入控制系統(tǒng)的插植部在工作中波動(dòng)較大，傾角幅度在±5°與±20°之間，加入控制系統(tǒng)后，傾角波動(dòng)范圍可以控制在±4°以內(nèi)，這樣的傾斜角度在實(shí)際中可以保證插秧的質(zhì)量。
5 結(jié)論
基于MSP430F149的水稻插秧機(jī)水平智能控制系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、有效地控制插秧機(jī)插植部的水平位置，為機(jī)械的自動(dòng)化插秧質(zhì)量提供強(qiáng)有力的保障。相對(duì)于傳統(tǒng)的彈簧水平控制方法，插秧機(jī)水平智能控制系統(tǒng)可在0．1s內(nèi)對(duì)插植部的水平波動(dòng)做出反應(yīng)，控制復(fù)位準(zhǔn)確，對(duì)惡劣環(huán)境有很強(qiáng)的抗干擾能力，解決了目前國(guó)內(nèi)水稻智能插秧機(jī)在水平控制方面精度低，延遲長(zhǎng)，抗干擾差等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了在插秧機(jī)水平可控制方面的自動(dòng)化、智能化。大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明基于MSP430F149的水稻插秧機(jī)水平智能控制系統(tǒng)保證插植部最大的傾角波動(dòng)范圍在±4°以內(nèi)，從而保證了插秧質(zhì)量，對(duì)于比較惡劣的插秧環(huán)境有很強(qiáng)的適應(yīng)性。
