基于MSP430F149的水稻插秧机水平智能控制系统（下）

    系统的软件程序固化在MSP430F149内部Flash存储器中完成，采用模块化设计方法，结构清晰。主程序包括有时钟初始化、定时器。Ti-merA、串口通信、A／D初始化和存储等模块。系统上电自动复位后，自动运行程序，采用查询方式，每120ms发送一次控制命令。其控制命令的算法如下：
    控制命令为：N=(LP／360)(V-2．5)×18，其中，L为编码器分辨率；P为电机减速比；V为角度传感器信号。
    延时程序用MSP430F149内部的定时器延时，其相关程序代码(延时10 ms)如下：

        定时器时钟源为子系统时钟，子系统时钟由外部8 MHz时钟源经8分频得到。主程序在执行完int_timerA()程序后即进入定时器的中断服务程序，在中断服务程序中设置中断标志位，标志位累加，在主程序中通过查询中断标志位的累加次数，从而判断延时时间是否达到预期值。考虑到电机的动作时间及控制的实时有效，控制命令的发送时间要保证每发送一条命令都要在上一条命令执行完毕的情况下，2条命令的发送时间间隔尽量缩短。经过多次实践，120ms／次的发送频率较佳。

4 实验结果分析
    将已编译的程序下载到硬件系统中，并在实际的水田中进行试验，在没有应用水平控制系统时，由于水田不平、插秧机行驶速度等原因导致插植部倾斜角度左右波动变化较大，经角度传感器采集得到的信号如图4所示，由图4中可看到插植部的波动范围较大，最高可达+20°的倾角范围，在插秧的水田里也可看到水田出现大量漂秧现象，插秧质量无法得到保证。加入水平控制系统后，得到明显改善，如图5所示。测试结果表明，没有加入控制系统的插植部在工作中波动较大，倾角幅度在±5°与±20°之间，加入控制系统后，倾角波动范围可以控制在±4°以内，这样的倾斜角度在实际中可以保证插秧的质量。

5 结论
    基于MSP430F149的水稻插秧机水平智能控制系统可以实时、准确、有效地控制插秧机插植部的水平位置，为机械的自动化插秧质量提供强有力的保障。相对于传统的弹簧水平控制方法，插秧机水平智能控制系统可在0．1s内对插植部的水平波动做出反应，控制复位准确，对恶劣环境有很强的抗干扰能力，解决了目前国内水稻智能插秧机在水平控制方面精度低，延迟长，抗干扰差等问题，实现了在插秧机水平可控制方面的自动化、智能化。大量的实验结果表明基于MSP430F149的水稻插秧机水平智能控制系统保证插植部最大的倾角波动范围在±4°以内，从而保证了插秧质量，对于比较恶劣的插秧环境有很强的适应性。