1 测试原理
粮食水分测定仪是具有区域特色的产品,它对不同地区的粮食作物具有不同的测量基准值,因此在测试之前,需要根据不同的粮食种类,在不同的状态下进行标定工作,建立起标准的测量数据关系,这些数据可以由生产厂家写入测定仪的E2PROM数据区中,也可以由用户根据标准现场标定。该系统利用ATmega128自身的4 KB的E2PROM用来存储不同种类的粮食的水分的标定值、温度补偿系数和系统的密码等参数。在使用之前需要进行水分的标定工作,把同一样本分别在标准测定仪和本测定仪同时进行比对测量,确定水分和电阻的关系,然后再通过键盘把对应关系写入E2PROM中的相应单元中保存起来,形成标准的测量曲线或数据表格。同时考虑到温度的影响,必须加上温度补偿系数以进行修正。在实际测量时,把当前的测量值与这些标准值进行比较,就可以实现水分的测量。
2 系统硬件设计
系统的硬件结构图如图1所示。
MCU采用Atreel公司的高速嵌入式单片机AT-mega128,它采用先进的RISC精简指令集结构,具有128 KB的在线可重复编程的FLASH、4 KB的SRAM和4 KB的E2PROM,同时具有8/16位定时器/计数器、PWM输出模块、UART、SPI等多种串行通信接口、可编程的看门狗定时器等功能模块、丰富的外部和内部中断源、多种工作模式。这些特性使ATmega128成为功能更强大的微控制器,更好地支持应用于脉宽调制、高速I/O、递增/递减计数能力等工业控制等场合。在程序中主要完成水分的采样和高速处理、LCD显示、键盘输人、驱动输出、与PC机进行通信等工作。该测定仪的测量的范围在5~30%之间,精度在±0.2%,水分用2个字节表示,因此共需要1 KB保存在某一温度条件下的水分值,再加上温度补偿系数和密码的设定。4 KB空间已经足够了。它的可编程的看门狗定时器模块能保证系统能够可靠稳定的工作。
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