基于MSP430F149的水稻插秧机水平智能控制系统

2 系统硬件电路设计
本系统选用TI的超低功耗的MSP430F149型单片机，其工作电源电压为1．8～3．6 V，具有5种省电模式，并且可方便地在各种工作模式之间切换，从待机模式唤醒只需6μs，内部自带参考基准源、采样保持和自动扫描特性的12位A／D转换器，2个USART，具有丰富的片上外围模块。

图2是MSP430F149的主要外围电路设计，以5 V电源供电，通过AMSlll7转换成3．3 V供给MSP430F149，低频时钟源选择为32．768 kHz，高频时钟源选择为8 MHz，由于电路并不复杂，复位电路选择简单的RC复位电路即可，RS232通信接口通过MAX232进行驱动，用于输入输出及控制的端口，按定义连接并对相应的寄存器设置和软件编程即可。
倾斜角度传感器发出的角度信号可选MSP430F149单片机的A0～A7任意一个引脚作为A／D模拟量输入通道，采集信号经运算处理，得出控制电机转向转速的命令控制字符，并通过串口发送至控制器，控制电机完成相应的动作。

3 系统软件设计
MSP430F149采用C语言完成程序设计，可以在IAR软件中进行仿真调试，程序设计流程如图3所示。

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。