自动变量施肥机控制系统研究（二）(2)

　　(3)      读取键盘输入的施肥量；

　　(4)      根据排肥器标定参数、施肥量及施肥机前进速度计算所的需步进电机转速；

　　(5)      计算控制频率值并输出，通过控制步进电机转速来改变排肥轴转速，达到变量施肥的目的；

　　(6)      显示拖拉机前进速度和施肥量，报警等。

　　第三章  硬件设计

　　3.1  微处理器

　　控制器中的核心是Atmel公司生产的AT89C55WD单片机。它是一种低功耗、低电压、高性能的8位单片机，片内带有一个20K字节的电擦除可编程只读存储器和256字节的数据存储器；有32个可编程I/O口，三个16位定时/计数器，8个中断源，全双工串行口，片内振荡器及时钟电路。它采用了CMOS工艺和Atmel公司的高密度非易失性存储器技术,而且其输出引脚和指令系统都与MCS-51兼容。可进行1000次读写和擦除，工作电压在4~5.5V之间【11】。在系统中AT89C55WD单片机完成的功能主要有：DGPS信号接收、网格识别计算、施肥量查询、按键处理、电机转速计算和显示等任务。

　　在DGPS接收机工作时，因为单片机AT89C55WD能够接受处理的是TTL电平信号，需要将RS232电平与TTL电平转换，利用MAX232S芯片实现单片机与DGPS接收机的通讯电平转换。

　　3.2  Trimble AgGPS 132 差分接收机
　　GPS 信号接收机是一种能够接收、跟踪、变换和测量GPS 信号的卫星信号节后设备。它对所接收到的GPS 信号进行放大、变换和处理，以便测量出GPS 信号从卫星到接收天线的传播时间，解译出GPS 卫星所发送的导航电文，实时地计算出三维位置、速度和时间。在作业过程中，使用者通过GPS信号接收机面板上的控制键盘，可以从视屏显示窗上读取所要求的数据和信息，数据接口一般均为通用接口，如数据传输接口为RS-232C.。

　　Trimble AgGPS 132 差分接收机具有亚米级差分改正精度，易于安装，并可以连接包括产量监视器、可调速率播种机、应用控制器及便携田间计算机在内的多种精确农业机械，是适合精确农业中使用的差分GPS接收机。

　　Trimble AgGPS 132 差分GPS 接收机采用了The Choice 技术。该技术将一个GPS 接收机、一个信标差分接收机和一个卫星差分接收机集成在同一外壳内。这些接收机通过一根电缆公用一个组合天线。这一配置极大地提高了差分GPS 改正的精度、可靠性和可用性。

　　这种接收机可输出工业标准的NMEA- 0183 电文。用户可选的输出包括位置、速度、导航和状态信息。标准配置的接收机每秒输出一次位置，时延很短。对于在快速运动车辆的应用，AgGPS 132 可选择每秒输出十次位置，时延小于100 毫秒。

　　AgGPS 132 接收机有两个RS232 串口，利用其中之一可以向本控制系统传送位置信息。RS-232C 有9 条信号线（DB9 口）。本系统中使MAX232芯片将GPS 串口与89C55WD 连接起来。GPS 信号通过RS-232C 串口，经由MAX232 进行电平转换，传送到单片机，再经过单片机内部解码得到当前机具位置信息。MAX232 与RS-232C 串口和单片机之间是通过MAX232 的引脚8（R2 IN）与RS-232C 的引脚2（接收数据）相连，MAX232 的引脚9（R2OUT）与89C55WD 的RXD 相连，引脚10（T2 IN）与89C52 的TXD 相连引脚，7（T2 OUT）与RS-232C 的引脚3（发送数据）相连。串口通讯设定为：1位起始位，8 位数据位，无奇偶校验位，1 位停止位，波特率为4800bps。

　　3.3扩展程序存储器
　　AT89C4051也是Atmel公司生产的20引脚8位单片机，具有低功耗、低电压、高性能等特征，片内带有一个4K字节的电擦除可编程只读存储器和128字节的数据存储器；有15个可编程I/O口，两个16位定时/计数器，6个中断源，用于多机通讯的全双工串行I/O口，片内振荡器及时钟电路，工作电压在2.7~6V之间【50】。

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