[发明专利]基于AVR单片机的马铃薯漏播检测与枪栓式补种器电控系统

权利要求书

1.一种基于AVR单片机的马铃薯漏播检测与枪栓式补种器电控系统，包括电源电路，由车载蓄电池12V电源及其指示电路(1)，数字稳压电源芯片及其输出指示电路(2)组成；人机接口电路，由手动复位按钮(3)，手动打击试验按钮(4)，测薯环节红外线功能检测灯(7)，LCD1602显示电路(9)组成；检测电路由测薯环节(5)和定位环节(6)组成；补薯执行部分接收单片机(8)的qd端发出的10ms长补薯脉冲控制固态继电器(13)，可使电磁铁线圈流过约5A的电流，击薯铁棒在电磁铁推力作用下向前运动约50mm，将补薯薯块推入预定位置，而后，该铁棒在弹簧(10)拉力作用下返回原位，完成一次动作；(8)为系统控制CPU，控制系统各部件的协同工作，完成定位、测薯、显示、定时、中断、动作于补薯脉冲的发出等任务。

2.根据权利要求1所述的一种基于AVR单片机的马铃薯漏播检测与枪栓式补种器电控系统，其特征在于测薯环节(6)，包含+5V电源经C16(10uF/16V)与C3(0.1uF)并联的滤波电容后，加在R12(500)上，R12的另一端接至J1的1端，限制流过红外发射二极管(插口J1所接)的工作电流，LED_PWM为单片机14脚的PWM输出信号，被调制在80KHZ上，该信号加至R8(2K)一端，R8的另一端分别接于三极管Q1(S1815)的基极和R9(10K)一端，R9的另一端和Q1的发射极都接地，Q1的集电极接J1的2端，J1的1端和2端分别有稳压二极管D9(SMAJ6.5)和D10(SMAJ6.5)与地连接，LED_PWM端的调制信号产生后，将通过J1口连接的红外发射管发射红外信号；J2口连接1#红外接收管，其2端接地，3端经电阻R23(100)与C23(4.7uF/16V)和C4(0.1uF)的并连体一端连接，同时与电源VCC相连，C23和C4并连体另一端接地，C23和C4的作用是稳压，R23的作用是限制红外接受二极管的工作电R31流，J2的1端为红外接收二极管的输出端，该信号在上拉电阻R31(20K)作用下经R22(100)后被送到单片机的IRIN1端(40脚)，低电平代表有红外信号被接收到，J3～J5分别代表2#、3#、4#红外接收管插座，工作原理与1#红外接收管的完全相同，其接收信号也分别送至单片机41～43号引脚，在此不一一列述；接收电源控制电路以三极管Q2(S8550)为核心，其发射极接+5V电源，C17(10uF/16V)和C5(0.1uF)的并连体为5V电源稳压滤波，四个红外接收管的电源控制引脚IRIN_PW(单片机44脚)与R16(10K)和R9(2K)的串联体一端连接，另一端接电源+5V端，R16和R9的连接点与Q2的基极相连，当控制引脚IRIN_PW为低电平时，Q2饱和导通，四个红外接收管得电工作，可以从其信号端读取接收状态，当IRIN_PW为高电平时，Q2截止，VCC端无电压输出，红外接收系统停止工作。

3.根据权利要求1所述的一种基于AVR单片机的马铃薯漏播检测与枪栓式补种器电控系统，其特征在于定位环节(5)，包含接口J8上插接一开关型霍尔传感器(AH543)，其2端接地，1端串接电阻R24(100)限制霍尔元件的工作电流，C19(10uF/16V)和C8(0.1uF)的并连体接于霍尔元件的2端和1端之间，以稳定霍尔元件的工作电压，R17(10K)为霍尔输出上拉电阻，上拉电源接+5V，霍尔元件的输出端3与单片机的HUOERIN(U2的11脚)连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于AVR单片机的马铃薯漏播检测与枪栓式补种器电控系统，其特征在于补薯执行部分(10，11，12，13)，包含三极管Q4(S8550)，其发射极接+5V电源，C22(10uF/16V)和C13(0.1uF)的并连体为5V电源稳压滤波，控制引脚RELAY(单片机9脚)与R21(10K)和R11(2K)的串联体一端连接，另一端接电源+5V端，R21和R11的连接点与Q4的基极相连，插座J11的1端与Q4集电极相连，2端接地，1端和2端之间并接稳压二极管D11(SMAJ6.5)，1端与D11阴极并联，2端与D11阳极并联；J11为固态继电器SSR(GZ20-W)的控制口，SSR的控制口+端与J11的1脚相连，-端与J11的2脚相连；SSR输出口+端与电磁铁线圈的一端连接，电磁铁的另一端直接与蓄电池的+12V电源入口连接，SSR输出口-端与地相连；每当单片机的RELAY脚输出一个低电平，则由电磁铁执行一次击薯操作完成后，电磁铁的击薯铁棒在图1所示弹簧(10)拉力作用下返回原位，整个击薯过程为50ms左右，这也正是枪栓式补薯器得名的原因。