电子产品世界

2．1 微处理器
考虑到控制对象较多、控制精度、和经济性等因素，微处理器选用新华龙公司C8051F340与具有64个I／O端口的C8051F020单片机分别作为上位机(手持控制器)和下位机(驱动执行元件)控制芯片。C8051F340用于驱动液晶显示屏、扫描按键以及与下位机收发数据来执行相关操作。C8051F020主要任务是在接收到上位机数据后驱动电磁阀、步进电机、变频器等执行元件，同时检测电动执行器的行程开关是否到达零位。
C8051F340器件使用Silicon Labs的专利CIP-51微控制器内核。该内核具有标准8052的所有外设部件，包括4个16位计数器／时器、两个具有扩展波特率配置的全双工UART、一个增强型SPI端口、4352字节的内部RAM、128字节特殊功能寄存器地址空间和40个I／O引脚。C8051F0 20器件是完全集成的混合信号系统级MCU芯片，具有64个数字I／O引脚；高速、流水线结构的8051兼容的CIP-51内核；64 k字节可在系统编程的FLASH存储器；硬件实现的SPI、SMBus／I2C和两个UART串行接口；片内看门狗定时器、VDD监视器和温度传感器等。
2．2 人机界面设计
人机界面作为作业人员与控制系统的对话途径，显得尤为重要。本设计将液晶显示屏与按键安装于手持的控制盒内，操作方便灵活，参数能够任意设定。液晶显示主菜单和手动工作菜单内容如图3、图4所示。界面采用菜单按键式，层层进入，进而设定控制对象的相关参数。开机上电后，显示如图3所示的主菜单，内容有手动工作、自动工作和停止工作。用户选择手动工作按键确认后，即可进入如图4所示菜单，显示有仿形架伸缩量、风机启停与转速、喷雾头开关等；若对这些参数进行设定，只需选择相应菜单按确认键进入下一层菜单然后通过按键输入设定参数值即可。

3 系统的软件实现
3．1 变频器通讯
喷雾系统中的送风方式是使用由变频器控制的轴流风机，每个电机的功率为370 W。左右两侧完全对称的结构都装有4个电机，每侧电机由一个变频器驱动。为了满足要求，本文选用型号为VFD022M21A的台达三相变频器，功率为2．2 kW。该变频器具有高功能、超低噪音和迷你型特点，体积很小，两个方便安装于控制箱内，外形美观。
变频器内置RS-485串联通讯界面，通过RS-485通讯方式与单片机交换数据。该变频器使用MODBUS通讯协议的RTU模式来进行数据传输。在变频器面板上P92中输入“03”，将变频器设置为Modbus RTU模式，数据格式为8，N，2>，指的是该字符结构包括8个数据位，1个开始位和2个停止位，共11个字符框，如图5所示。

1 2 3 4

关键词： 控制系统 设计 施药 果树 C8051F 基于