基于单片机的花椒采摘器控制系统设计
《2024年基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现》范文
《基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现》篇一一、引言随着科技的发展，温度控制系统的智能化已经成为现代工业、农业、家庭等领域的迫切需求。
本文旨在设计并实现一个基于单片机的温度智能控制系统，该系统能够实时监测温度，并根据预设的温度阈值自动调节环境温度，提高工作效率，节约能源。
二、系统设计1. 系统硬件设计本系统主要硬件部分包括：单片机、传感器、执行器及外围电路。
其中，单片机作为核心控制器，负责接收传感器采集的温度信息，根据预设的温度阈值，通过执行器控制环境温度。
传感器采用高精度的温度传感器，确保采集的温度信息准确可靠。
执行器可根据单片机的指令调节环境温度。
2. 系统软件设计软件部分主要包括单片机的程序设计及与外部设备的通信协议。
程序设计采用模块化设计思想，便于后期维护和升级。
程序主要包括温度采集模块、数据处理模块、控制输出模块等。
其中，温度采集模块负责实时采集传感器数据；数据处理模块对采集的数据进行处理，判断是否需要调节环境温度；控制输出模块根据数据处理模块的判断结果，通过执行器调节环境温度。
三、系统实现1. 硬件连接将传感器、执行器与单片机连接，确保各部分正常工作。
传感器将采集的温度信息传输至单片机，单片机根据预设的温度阈值，通过执行器调节环境温度。
2. 程序设计及调试根据系统需求，编写单片机的程序。
程序主要包括初始化程序、主程序及中断服务程序等。
初始化程序负责初始化单片机及外设；主程序负责循环读取传感器数据，处理数据并输出控制指令；中断服务程序负责处理外部中断，如按键输入等。
程序编写完成后，进行调试，确保系统正常工作。
四、系统测试及性能分析1. 系统测试对系统进行实际测试，包括静态测试和动态测试。
静态测试主要检查系统硬件连接是否正确，程序是否能够正常运行；动态测试主要测试系统在各种环境下的性能表现，如温度变化范围、响应时间等。
2. 性能分析经过测试，本系统具有以下优点：（1）高精度：采用高精度的温度传感器，确保采集的温度信息准确可靠；（2）实时性：系统能够实时监测温度，并根据预设的温度阈值自动调节环境温度；（3）稳定性：系统采用模块化设计思想，具有良好的稳定性和可靠性；（4）节能性：通过自动调节环境温度，可有效节约能源。
基于单片机的蔬菜大棚控制系统设计
基于单片机的蔬菜大棚控制系统设计引言伴随着科学技术的迅速发展，我国农业也逐渐地从传统农业向高产、优质、高效为目的的现代化农业转变。
而作为家乡的蔬菜大棚，自然也离不开现代化的科学技术。
通过国内外大量的科学实验和生产的实践证明，环境的控制对蔬菜生产起到非常重要的作用。
只有在适宜的生长环境下蔬菜才能充分发挥其高产潜力。
对于蔬菜大棚内环境的控制主要是对环境温度、湿度和土壤水分等进行测量和控制。
为了更好地测量、控制湿度、湿度和土壤水分等影响蔬菜生长的因素，本文设计了以AT89C51单片机为控制器的智能测控系统，通过该系统可以对环境温度、湿度等观测值进行自动控制和适时监测，并利用声音和灯光进行越限报警及相应的处理。
1 系统功能该系统通过AT89C51单片机依次查询蔬菜大棚内各传感器的输出信号，然后再对输入信号进行相应处理后通过显示模块显示出来供菜农观测，与此同时，当显示值超出蔬菜正常生长所需要的环境指标时，系统将产生各种报警信号进行报警。
除此之外，还可以将单片机采集到的数据输入到PC机中，然后对输入数据进行一系列的分析、处理，从而找出各数据间的相互关系及变化趋势。
2 系统硬件组成该系统的硬件主要包括以下几个模块：AT89C51主控模块、各类传感器模块、A/D转换器、44780显示模块、电平转换器。
其中AT89C51单片机主要完成对外围硬件的控制以及一些运算功能，传感器完成信号的采样功能，A/D转换器主要完成模/数的转换，44780显示模块完成字符、数字的显示功能，电平转换器将单片机采集到的数据转换成RS232电平向上位机传输。
2.1 主控模块AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。
AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。
基于单片机的智能温室控制系统设计
基于单片机的智能温室控制系统设计随着科技的发展和人类对生活品质的追求，农业领域对智能温室控制系统的需求也日益增加。
这种控制系统能够提供更精确的环境控制，提高作物产量和质量，降低能源消耗，并实现农业生产的自动化和智能化。
本文将探讨基于单片机的智能温室控制系统设计的可能性。
一、系统需求分析智能温室控制系统需要监控和调节温室内的环境因素，包括温度、湿度、光照、CO2浓度等。
单片机作为一种微型计算机，具有体积小、价格低、可靠性高等优点，适合用于构建智能温室控制系统。
二、硬件设计1、单片机选择：根据实际需求，选择合适的单片机作为主控芯片。
例如，STM32单片机具有丰富的外设和强大的处理能力，适合用于构建复杂的控制系统。
2、传感器模块：选择合适的传感器来监测温室内的环境因素。
例如，温度传感器可以监测温室内的温度，湿度传感器可以监测温室内的湿度。
3、执行器模块：根据控制需要，选择适当的执行器来调节温室环境。
例如，电动阀可以调节温室内的温度，水泵可以调节温室内的湿度。
4、人机界面：设计合适的人机界面，以便用户可以直观地查看和控制温室环境。
三、软件设计1、算法设计：根据控制需要，设计合适的控制算法来控制执行器的动作。
例如，模糊控制算法可以用于温度控制，以实现更精确的温度调节。
2、程序编写：使用合适的编程语言编写程序，实现控制算法和控制逻辑。
3、数据处理：通过数据分析处理模块对传感器数据进行处理分析，为控制算法提供准确的环境数据输入。
四、系统测试与优化1、硬件测试：对硬件电路进行测试，确保传感器、执行器和人机界面等设备能够正常工作。
2、软件测试：在硬件测试通过后，进行软件测试，确保软件程序能够正常运行并实现预期的控制效果。
3、系统优化：根据测试结果，对系统进行优化和改进，以提高系统的性能和稳定性。
4、用户反馈：收集用户反馈意见，对系统进行进一步优化和改进，以满足用户需求。
五、结论基于单片机的智能温室控制系统设计具有较高的实用价值和广泛的应用前景。
采摘机器人智能避障决策系统——基于ZigBee和单片机
避 障决 策 系 统 的 可靠 性 和可 行 性 。
关键词 ：采摘机器人 ；智 能避障 ；决策系统 ；ＺｉｇＢｅｅ；碰撞危 险度 ；ＭａｔＬａｂ
中图分类号 ：￥２２５．９３；ＴＰ２４２
文献标识码 ：Ａ
文章编号 ：１００３－１８８Ｘ（２０１８）１２－０１３０－０５
０ 引 言
随着 我 国新 农 业 生 产 模 式 和 新 型 农 业 科 技 的 应 用 ，机 器人 正 逐 步 代 替 人 类 劳 动 力 ，成 为 农 业 生 产 的 主力 军 。果 实采 摘 是 农 业 生 产 中繁 琐 度 、复 杂 度 最 大 的步骤 ，这类机器人发展潜力 巨大。本文基 于 ＺｉｇＢｅｅ 无线传输 网络和模糊控制理论 ，设计 了采摘机器人智 能避障决策 系统 ，实 现 了采摘 机器 人的快 速避 障 ，对 采 摘 机器 人 避 碰 规 划 方 法 和 路 径 规 划 具 有 一 定 的参 考 价值 。
度 来 计算 碰 撞 危 险度 。采 摘 机 器 人 Ｍ 与 障 碍 物 ＯＢＳ 的位 置关 系如 图 １所 示 。
机 障 碍 物 ＯＢＳ
图 １ 采 摘 机 器人 Ｍ 与 障 碍 物 ＯＢＳ的 位 置 关 系 Ｆｉｇ．１ Ｔｈｅ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｒｅｌａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｐｉｃｋｉｎｇ ｒｏｂｏｔ Ｍ ａｎｄ ｏｂｓｔａｃｌｅ ＯＢＳ
图 ３中 ，采 摘 机器 人 决 策 子 系 统 的决 策依 据 主 要 来 自视觉采集 系统 ，而决 策程序 和相应的数据信息来 自 ＰＣ端 的算 法 存 储 库 ，二 者 的结 合 便 可 以得 到 决 策 算法 的服 务 程 序 ，能 够 实 现 对 采 摘 机 器 人 的 运 动 控 制 。本 文 采用 分 层 式 的 决 策 控 制 方 式 实 现 采 摘 机 器 人 的决 策 子 系统 ，如 图 ４所 示 。
基于单片机的数据采集与控制系统
45!65! !"#. 7.89 7.80 3##7< 6:; 23* 7.89 7.80
字地是高速数字电路的地线 ! 模拟地是模拟电路的 地 线 " 数 字地和模拟地的布置应遵循三条原则 % 一是数字地 和 模 拟 地 要 分 开 走 线 !并 分 别 和 各 自 的 电 源 地 线 相 连 $二 是 地 线 要 加
整个系统的工作原理和结构框图如图 & 所示 $ 由图 & 可 见设备的参数值经过传感器和放大电路转换为 ./%’ 的电压 信号后 ! 经 过 ’ ( ) 变 换 器 后 转 换 成 数 字 信 号 ! 信 号 接 着 被 送
中断 & ! 由 2.0& 计数器 &’ 工作在方式 & & 在方波保持高电平 的时间内对 2.0& ’ 采用 7!89 & 振 ’ 的内部时钟进行计数进行 采样 ! 并经过系数相乘得到温度值 ! 在 : 位晶体数码管上显
046A4%
的数据处理 ! 就得出与现场相符的参数值 " 最后 ! 就可以显示 出来和与上限值进行比较 " 越限报警程序的基本思想是将采样 # 数字滤 波 后 的 数 据 与上限给定值进行比较 ! 检查是否越限 $ 若超过上限值 ! 则 输 出相应的报警信号 ! 并断开继电器 " 当采样到的数 据 低 于 上 限 值 !则 表 示 工 作 正 常 !合 继 电 器 !清 除 报 警 信 号 后 !返 回 主 程序 " 程序如下所示 %
!"
!"-$ 的 ($*+ 口来进行控制 " 指示灯是规格的发光二极管 ! 8*系统的后向通道配置及其接口 在单片机控制系统中 " 单片机总要对控制对 象 实 现 控 制 操作 " 因此就必须设计后向通道 ! 后向通道是单片 机 实 现 控 制运算处理后 " 对控制对象的输出通道接口 ! 系统 的 后 向 通 道 是 一 个 输 出 通 道 "它 的 特 点 是 弱 电 控 制 强 电 "即 小 信 号 输 出实现大功率控制 ! 本系统的控制对象是继电器 ! 单片机实 现控制 " 总是以数字信号或模拟信号通过 % & ’ 口 送 给 控 制 对 象 ! 这些数字信号形态有开关量 $ 二进制数字量和频率量 " 可 直 接 用 于 开 关 量 $数 字 量 系 统 及 频 率 调 制 系 统 的 控 制 "但 对 于一 些 模 拟 量 控 制 系 统 " 则 应 通 过 7 & 9 换 成 模 拟 量 控 制 信 号实现控制 ! 本次设计只用开关量直接控制继电器的闭合 !
基于单片机的自动送料控制系统设计
基于单片机的自动送料控制系统设计概述：随着自动化技术的发展，自动化设备在工业领域广泛应用。
本文介绍了一种基于单片机的自动送料控制系统。
该系统利用单片机控制曲轴摆臂、电机等部件，实现对送料的精确控制，能够满足不同工艺的生产要求。
本文详细介绍了该系统的硬件设计和程序设计，同时也分析了其优缺点。
关键词：自动化技术，单片机，自动送料，控制系统，硬件设计，程序设计，优缺点。
正文：一、引言自动化技术的飞速发展，使得自动化生产成为现代工业中的一个重要发展方向。
自动化设备在生产过程中，可以提高生产效率，减少人力成本，避免劳动者暴露于危险的环境中，保证产品质量等多方面作用。
其中，自动控制技术作为自动化技术的关键技术之一，对自动化设备的控制至关重要。
自动化控制系统作为自动化设备中最为核心的部分，是在自动化生产过程中起到控制、调节和保护作用的。
二、系统设计该自动送料控制系统主要由单片机控制系统、电动机、曲轴摆臂等部件组成。
系统的硬件设计中，将电机和曲轴摆臂铰链式连接，曲轴摆臂可以左右摆动，实现对货物的送料。
在程序设计方面，该系统采用PID控制算法，通过单片机控制货物的进给速度，可以在各种生产工艺下对送料实现精确控制。
三、优缺点分析该系统的设计有如下优点：1. 可以在不同生产工艺下实现对送料的精确控制；2. 通过PID控制算法，可以实现系统的闭环控制，进而提高系统的控制精度；3. 采用单片机控制，系统运行稳定可靠，且体积较小。
同时，该系统的设计也存在一些缺点：1. 由于系统的复杂性，需要大量的硬件组件和程序设计工作；2. 对于维护人员的技术要求较高；3. 系统的成本相对较高。
四、结论文章介绍了一种基于单片机的自动送料控制系统。
该系统可以在不同生产工艺下实现对送料的精确控制，提高了生产效率，降低了人工成本，同时保证产品质量。
该系统设计中存在一些缺陷，但其优点大于缺点。
未来，我们可以进一步优化系统的硬件设计和程序设计，以降低系统的成本和维护难度。
基于单片机的多路数据采集系统设计(3章)
基于单片机的多路数据采集系统设计摘要数据采集是指从带有模拟、数字被测单元的传感器或者其他设备中对非电量或电量信号进行自动采集，再送到上位机中进行分析和处理。
近年来，众人时刻关注着数据采集及其应用的发展和市场形势。
广大人们的关注使得数据采集系统的发展有了质的飞跃，它被广泛用于各种数字市场。
本文介绍了数据采集的相关概念和基本原理，设计了基于STM32F407的多路数据采集系统的硬件和软件的实现方法及实现过程，并经过调试完成其主要功能和主要技术指标。
硬件部分包括：主控电路、信号采集处理电路、TFT液晶显示电路、SD 卡存储电路、串口通讯电路。
实现过程是以STM32F407为控制核心，通过模数转换器，实时对输入信号进行采样，得到一串数据流，通过控制器的处理实现数据的采集和显示。
软件部分包括：信号采集分析算法、嵌入式操作系统移植、UC-GUI人机交互界面设计、文件管理系统移植。
主要实现了对采集数据的存储和分析，频率和幅值的计算，液晶屏的控制和界面显示。
程序是在keil uVision的集成开发环境中用C语言写成的，编程具有模块化的特点，因此可读性比较高，维护成本较低。
最后，用Altium designer（DXP）设计了数据采集系统的原理图，并制作了PCB电路板。
在实验室里制作了数据采集系统并进行了系统调试，经过调试，达到了所应该实现的功能和技术指标。
关键词：多路数据采集，STM32F407，液晶显示MULTI-CHANNEL DATA ACQUISITION SYSTEMBASED ON SINGLE CHIP DESIGNABSTRACTData acquisition is the automatic acquisition of non electric or electric quantity signals from sensors and other devices, such as analog and digital.In recent years, data acquisition and its application has gradually become the focus of attention. Therefore, the data acquisition system has been rapid development, it is widely used in various fields.The software part includes: signal acquisition and the embedded operating system transplant, UC-GUI man-machine interface design. Mainly realizes the storage and analysis of the collected data, calculate the frequency and am plitude of the LCD screen display and control interface. The program is written by C language in the integrated development environment KEIL uVision and modular programming makes the program readable and easy maintenance features Finally, using designer Altium to design and manufacture the digital oscilloscope circuit board PCB. In the laboratory, the digital oscilloscope has been made and the system has been debugged. After debugging, it has achieved the function and technical index that should be realized.KEY WORDS： Multi-channel data acquisition，STM32F407，liquid-crystal display目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1绪论 (1)1.1研究背景及其目的意义 (1)1.2国内外研究现状 (2)1.3研究的主要内容 (2)2系统总体方案设计 (4)2.1系统总体设计方案 (4)2.2系统总体框图 (4)2.3硬件系统方案设计 (4)2.3.1单片机的选择 (5)2.3.2信号衰减和放大电路 (5)2.3.3A/D模数转换器的选择 (6)2.3.4显示部分 (6)2.4软件系统方案设计 (6)2.5本章小结 (7)3硬件电路设计 (8)3.1电源部分 (8)3.2信号调理部分 (10)3.3信号采样 (12)3.4系统控制部分 (12)3.5本章小结 (14)1绪论1.1研究背景及其目的意义最近几年，众人时刻关注着数据采集及其应用的发展和市场形势。
摘花椒神器主要工作原理
摘花椒神器主要工作原理
摘花椒神器的主要工作原理是通过机械装置实现自动摘取花椒的功能。
具体的工作流程如下：
1. 首先，摘花椒神器会利用传感器检测周围环境，判断花椒成熟度。
2. 当花椒成熟度符合要求时，机械臂或机械手会被触发，移动到花椒植株的位置。
3. 机械臂或机械手上配备有剪刀状的刀片或夹具，可以快速而准确地剪取花椒果实。
4. 剪切后的花椒果实会被机械装置收集，放置到容器中。
5. 一定时间后，容器中的花椒可以通过自动化输送系统将其转移至特定的收集地点。
总的来说，摘花椒神器通过传感器检测成熟度，利用机械装置完成摘取花椒的动作，最终实现自动化的摘花椒过程。
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一
１４２一科学技术创新２０１８．２７
基于单片机的花椒采摘器控制系统设计
吴治荣董登文
（陇东学院电气工程学院．甘肃庆阳７４５０００）
摘要：针对目前花椒人工采摘效率低，速度慢，提出一种基于单片机的手持式花椒采摘器控－ａ４系统，该采摘器控制系统通过
单片机控制直流电机速度大小，进而通过传动机构控制采摘刀头的速度，实现了采摘器按设定速度自动剪切，采摘速度可以灵活
控制。实际采摘结果表明，该采摘系统与人工采摘相比能有效减小采摘器对花椒及枝叶的伤害，且能提高采摘效率，降低采摘劳
动强度、
关键词：采摘器；单片机；手持式；ＰＷＭ调速
中图分类号：￥２２５．９３ 文献标识码：Ａ 花椒具有很高的食用及药用价值，在我国种植面积较广，在部 分地区已成为农民支柱性产业．成为当地农民主要经济收入之一 Ｉ。 对花椒采摘的要求较高，人１ 采摘时要用手掐断果穗柄，采摘不当 会压破花椒果实 的油胞而降低其色、香、昧等品质，影响经济价 值。而且采摘时还要保护叶片，花椒采收后叶片生成的养份全部转 向营养积累。当前，花椒成熟后的采摘工作大部分依靠人工完成， 效率低下。采摘过程叶１，花椒刺极易划伤人体秘。目前已有不少的花 椒采摘器，如电磁式、负压式、锯齿式等，但是有些不便于控制，体积 较大；有些会伤害花椒及芽苗、枝口 。根据花椒采摘要求及花椒簇 式生长的特点，设汁了一种基于单片机的花椒采摘器控制系统，该 系统控制灵活方便，采摘效率较高，不伤害枝叶，采摘下来的花椒不 掺杂枝叶等杂质，能实现自动剪切。 １总体设计方案 基 ｝：单片机花椒采摘器总体结构如图１所示，主要由刀头部 分、传动机构（偏心轮一连杆机构、锥齿轮机构）减速电机、单片机控 制系统、直流电机及驱动电路、蓄电池等部分组成。为保证花椒采 摘器能按采摘要求运行，本系统采用单片机控制减速电机．通过传 动机构控制卜刀头按一定速度往复运动．从而将花椒果柄剪断。此 方案南于速度便于控制，既能够避免剪刀对枝叶及花椒的伤害，又 能提高采摘效率 １．下刀头２．上刀头３．偏心轮—连杆机构 锥齿轮机构５．减速直流电机 ６．外壳７．霍尔传感器８．直流电机驱动板９．蓄电池１ ｎ控制器 图１基于单片机花椒采摘器基本结构示意图 基ｒ单片机的花椒采摘器控制方案如图２所示，主要由单片 机模块、电源模块、按键启停模块、按键调速模块、测速模块、电机驱 动模块等几部分组成，采摘人员作业时用手握住外壳，通过启停按 钮控制果摘器的启动和停止；通过调速按钮控制电机驱动器的加 减速脉冲，进而控制电机的转速，通过传动机构控制剪切刃口的开 文章编号：２０９６—４３９０（２０１ ８）２７—０１４２—０２
合速度；并由测速传感器将测得的转速数据送入单片机，对转速进
行实时检测，在剪切过程中如果遇到刃口卡死的情况下造成电机
堵转，可以实现对电机过载保护。整个系统的供电方式采用２４Ｖ蓄
电池供电。
Ｊｌ＝＝｛停 ｉ
图２控制系统方案图
２硬件部分
２．１系统控制器。根据系统控制要求，主要实现转速可调以及过
载保护控制，所以采用小型单片机可以满足控制系统要求，本系统
选用ＳＴＣ８９Ｃ５２ＲＣ单片机作为控制器的核心。ＳＴＣ８９Ｃ５２ＲＣ是宏
晶公司生产的一种低功耗、高性能ＣＭＯＳ ８位微控制器，具有８ ｋ
在系统可编程Ｆｌａｓｈ存储器，性价比高｝ｑ。可实现对传感器输入的转
速信息以及键盘输入的按键信息有效处理，并在信息处理后通过
输出ＰＷＭ脉冲控制电机驱动芯片进行Ｔ作，以便于对电机转速进
行调整．
图３ ＳＴＣ８９Ｃ５２ＲＣ单片机最小系统
基金项目：陇东学院青年科技基金资助项目（项目编号：ｘｙｚｋ１６２４）
作者简介：吴治荣（１９７９一），男，陕西靖边人，硕士研究生，陇东学院讲师，研究方向：农业电气化与自动化
２．２直流电机驱动电路。对于采摘器的驱动，采用的方案有步进 电机驱动、直流电机驱动、交流电机驱动等方案，考虑到刀头输出 速度要平滑稳定，还要有足够的功率剪断花椒果柄，重量轻、体积 小，采用直流电机驱动方案更易于实现单片机的控制，并且易于实 现速度控制，功率也能达到要求。直流电机选用２４Ｖ减速直流电 机，调速方案采用ＰＷＭ调速，驱动芯片选用ＬＭＤ１８２００驱动电路， 电路连接如图４所示，工作电压为１２－４８Ｖ。ＬＭＤ１８２００是专用于直 流电机驱动的Ｈ桥组件，正常工作电流可达３Ａ，具有很强的驱动 能力，所需的调速脉冲信号是由单片机的的Ｐ１口输出，ＬＭＤ１８２００ 的５脚输入，通过单片机改变ＰＷＭ的占空比就可调节电机的速 度。此芯片内部具有过流保护的测量电路，可实现电路的过流保护 功能翻。如果出现过流且电流持续时间过长，过热保护会关闭整个输 出，过热信号通过引脚９输出。ＬＭＤ１８２００驱动功率大，稳定性好， 实现方便，安全可靠。 单片棚Ｄ ———Ｌ———— — ６ ２ Ｖｃｃ ｏＵＴ１ Ｐｆ １ ３ ＤＩＲ 二ｌ０ Ｆ １ ｌ ＰＩ２ ５ ＰＷＭ ＢｏｏｔＳ１ ９ ｒｔｔｍｎａｌＦ０ ｆ 】 ２７Ｋ ８ ＣｕｎｅｎｔＳ０ Ｂ０ｄＳ２ １１ Ｌ ４ Ｉ１０ｕＦ Ｂｒｅａｋ ７ ＧＮＤ ０ｍ 】Ｏ 图４直流电机驱动电路 ２．３键盘电路。键盘电路用于系统启动和停止，另外，根据实际 花椒果实的疏密程度，及需要设置速度调节输入。因此采用独立式 键盘，设置两个按键，其中一个键为速度加，另外一个键为速度减， 这样用户可根据自己的实际情况适时调节速度大小，按一次速度 加或者减键盘，相当于给单片机送入一个控制信号，单片机便调节 输出的ＰＷＭ脉冲给驱动器，从而调节电机的速度。 Ｖｃｃ 母 ＝一‘ ， 阳５—Ｉ●一 冈６：－。Ｌ＿＝ 、， 冈７ 图５键盘输入电路 ２．４测速传感器。本系统的测速环节主要作用是测量设定的剪 切速度是否与实际剪切速度一致，通过单片机进行比较运算，若不 一致，可以纠正其偏差，构成转速闭环系统，这样转速也相对稳定， 操作平稳。另外若遇到被剪花椒果柄粗大，造成电机过载堵转，可 以通过速度反馈，立即停止输出，能快速保护电机、驱动电路以及 传动机构。测速环节采用霍尔传感器，霍尔元件是磁敏元件，在旋 转体上安装一磁体，旋转时，每当磁体经过霍尔元件，霍尔元件便 发出一个脉冲信号，经放大整形给单片机 装置简单，占用体积 小。 ３软件设计 根据实际花椒采摘过程，首先要对速度等参数进行初始化，随 后单片机要扫描独立键盘输入状态是否进行启动操作，一旦启动， ２０１８．２７科学技术创新一１４３一 便向电机驱动器输出ＰＷＭ脉冲，系统开始工作，此时还要扫描速
度设定按键，进行速度设定，同时要将霍尔传感器采集得到的速度
值在单片机内部进行计算并与设定值进行比较，确定是否过载，当
按下停止按键，整个系统应停止运行。主程序流程图如图６所示。
开始
结束 ）
，
图６程序流程图
４结论
设计并制作了一种基于单片机控制的花椒采摘器，完成了整机
试验，并进行了实际采摘测试，测试结果表明该采摘器体积较小，
控制灵活，速度可调，采摘过程中很少伤到枝叶及果实，也避免了
人体划伤，与人工采摘相比较，确实能提高采摘效率，降低采摘人
员的劳动强度，成本相对较低，便于进一步推广使用。
参考文献
【１１文ｌｊ筠．花椒采摘方法及采摘工具的研究叨．科技信息，２００９（１０）．
［２］张涛依，张会玲．全自动花椒采摘机的结构设计【ＪＪ．农业机械，２００９
（４）：７５－７６．
［３］万芳新．花椒采摘机的设计与试验加．安徽农业科学，２０１４（４）．
【４］刘靳，刘笃仁，韩保君．传感器原理及应用技术呷锑３版＿西安：西
安电子科技大学出版社，２０１３：１１６－１１８．
Ｉ５降林功，吴飞青，王兵等．单片机原理及应用［Ｍ】．北京：机械工业出版
社．２００７：１ ３５—１５０．
［６１李华．ＭＣＳ－５１系列单片机实用接口技术 北京；北京航空航天
大学出版社２０ｏ７：１１２－１２１．
ｒ７１祖一康，徐妙婧．基于单片机的直流电机转速测量与控制系统设计
．
黄冈师范学院学报－，２０１ ４’３４（３）：５０－５１．