基于MSP430F149的水稻插秧機(jī)水平智能控制系統(tǒng)

2 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)選用TI的超低功耗的MSP430F149型單片機(jī)，其工作電源電壓為1．8～3．6 V，具有5種省電模式，并且可方便地在各種工作模式之間切換，從待機(jī)模式喚醒只需6μs，內(nèi)部自帶參考基準(zhǔn)源、采樣保持和自動(dòng)掃描特性的12位A／D轉(zhuǎn)換器，2個(gè)USART，具有豐富的片上外圍模塊。

圖2是MSP430F149的主要外圍電路設(shè)計(jì)，以5 V電源供電，通過(guò)AMSlll7轉(zhuǎn)換成3．3 V供給MSP430F149，低頻時(shí)鐘源選擇為32．768 kHz，高頻時(shí)鐘源選擇為8 MHz，由于電路并不復(fù)雜，復(fù)位電路選擇簡(jiǎn)單的RC復(fù)位電路即可，RS232通信接口通過(guò)MAX232進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，用于輸入輸出及控制的端口，按定義連接并對(duì)相應(yīng)的寄存器設(shè)置和軟件編程即可。
傾斜角度傳感器發(fā)出的角度信號(hào)可選MSP430F149單片機(jī)的A0～A7任意一個(gè)引腳作為A／D模擬量輸入通道，采集信號(hào)經(jīng)運(yùn)算處理，得出控制電機(jī)轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)速的命令控制字符，并通過(guò)串口發(fā)送至控制器，控制電機(jī)完成相應(yīng)的動(dòng)作。

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。考慮到電機(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。