基于C8051F的果樹施藥控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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2．1 微處理器
考慮到控制對象較多、控制精度、和經(jīng)濟(jì)性等因素，微處理器選用新華龍公司C8051F340與具有64個(gè)I／O端口的C8051F020單片機(jī)分別作為上位機(jī)(手持控制器)和下位機(jī)(驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件)控制芯片。C8051F340用于驅(qū)動(dòng)液晶顯示屏、掃描按鍵以及與下位機(jī)收發(fā)數(shù)據(jù)來執(zhí)行相關(guān)操作。C8051F020主要任務(wù)是在接收到上位機(jī)數(shù)據(jù)后驅(qū)動(dòng)電磁閥、步進(jìn)電機(jī)、變頻器等執(zhí)行元件，同時(shí)檢測電動(dòng)執(zhí)行器的行程開關(guān)是否到達(dá)零位。
C8051F340器件使用Silicon Labs的專利CIP-51微控制器內(nèi)核。該內(nèi)核具有標(biāo)準(zhǔn)8052的所有外設(shè)部件，包括4個(gè)16位計(jì)數(shù)器／時(shí)器、兩個(gè)具有擴(kuò)展波特率配置的全雙工UART、一個(gè)增強(qiáng)型SPI端口、4352字節(jié)的內(nèi)部RAM、128字節(jié)特殊功能寄存器地址空間和40個(gè)I／O引腳。C8051F0 20器件是完全集成的混合信號系統(tǒng)級MCU芯片，具有64個(gè)數(shù)字I／O引腳；高速、流水線結(jié)構(gòu)的8051兼容的CIP-51內(nèi)核；64 k字節(jié)可在系統(tǒng)編程的FLASH存儲(chǔ)器；硬件實(shí)現(xiàn)的SPI、SMBus／I2C和兩個(gè)UART串行接口；片內(nèi)看門狗定時(shí)器、VDD監(jiān)視器和溫度傳感器等。
2．2 人機(jī)界面設(shè)計(jì)
人機(jī)界面作為作業(yè)人員與控制系統(tǒng)的對話途徑，顯得尤為重要。本設(shè)計(jì)將液晶顯示屏與按鍵安裝于手持的控制盒內(nèi)，操作方便靈活，參數(shù)能夠任意設(shè)定。液晶顯示主菜單和手動(dòng)工作菜單內(nèi)容如圖3、圖4所示。界面采用菜單按鍵式，層層進(jìn)入，進(jìn)而設(shè)定控制對象的相關(guān)參數(shù)。開機(jī)上電后，顯示如圖3所示的主菜單，內(nèi)容有手動(dòng)工作、自動(dòng)工作和停止工作。用戶選擇手動(dòng)工作按鍵確認(rèn)后，即可進(jìn)入如圖4所示菜單，顯示有仿形架伸縮量、風(fēng)機(jī)啟停與轉(zhuǎn)速、噴霧頭開關(guān)等；若對這些參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，只需選擇相應(yīng)菜單按確認(rèn)鍵進(jìn)入下一層菜單然后通過按鍵輸入設(shè)定參數(shù)值即可。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/160345.htm
3 系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)
3．1 變頻器通訊
噴霧系統(tǒng)中的送風(fēng)方式是使用由變頻器控制的軸流風(fēng)機(jī)，每個(gè)電機(jī)的功率為370 W。左右兩側(cè)完全對稱的結(jié)構(gòu)都裝有4個(gè)電機(jī)，每側(cè)電機(jī)由一個(gè)變頻器驅(qū)動(dòng)。為了滿足要求，本文選用型號為VFD022M21A的臺達(dá)三相變頻器，功率為2．2 kW。該變頻器具有高功能、超低噪音和迷你型特點(diǎn)，體積很小，兩個(gè)方便安裝于控制箱內(nèi)，外形美觀。
變頻器內(nèi)置RS-485串聯(lián)通訊界面，通過RS-485通訊方式與單片機(jī)交換數(shù)據(jù)。該變頻器使用MODBUS通訊協(xié)議的RTU模式來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。在變頻器面板上P92中輸入“03”，將變頻器設(shè)置為Modbus RTU模式，數(shù)據(jù)格式為8，N，2>，指的是該字符結(jié)構(gòu)包括8個(gè)數(shù)據(jù)位，1個(gè)開始位和2個(gè)停止位，共11個(gè)字符框，如圖5所示。
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