【正文】 電路圖 圖 38 自制開發(fā)板實物圖 芯片集成度高，功能實現(xiàn)方便，部分電路圖如圖 39 所示。系統(tǒng)原始信號數(shù)據(jù)經(jīng)過放大器的放大后，一般為一負值，我們設定壓力方向為正方向，當采集信號為壓力信號時，將電路開關連接在反向電路輸出端，這樣信號不經(jīng)過反向直接采集；而當采集信號未拉力時，將電路開發(fā)連接在反向電 路輸入端，將反向后的信號作為最終信號輸出，從而實現(xiàn)拉壓力信號的變換采集。 AD620 提供優(yōu)于自制三運放儀表放大器設計的性能，同時具有較小的尺寸，較少的原件和低 10 倍的工作電流。定刀片為兩片寬為 15 毫米的不銹鋼片，中間留有 毫米的空隙供動刀片穿過。這樣根據(jù)不同的組合就能在玻璃面板前看到圖像了。發(fā)光二極管的核心部分是由 p 型半導體和 n 型半導體組成的晶片，在 p 型半導體和 n 型半導體之間有一個過渡層，稱為 pn 結 [7]。 (2)靈敏度：靈敏度是傳感器靜態(tài)特性的一個重要指標。 圖 12 玉米莖稈強度測定儀實物結構圖 玉米莖稈強度測定儀主要由壓力傳感器、 BSQ2 變送器、控制用單片機、液晶顯示器和上位機通信部件等幾部分組成。國內相關專業(yè)領域中的專家在這方面做了非常多的工作。本項目主要采用 STM32 單片機作為主控單元，以 S 型拉 /壓力傳感器作為前端傳感器，以交流減速電機控制系統(tǒng)刀片，使刀片勻速切割玉米莖稈，然后將采集到的剪切力和拉壓力等信號轉變?yōu)殡妷盒盘?，再?jīng)過變送器進行數(shù)據(jù)處理，最后將信號輸送至單片機。農(nóng)作物莖稈的力學性能是評價作物抗倒伏特性的重要指標，也是設計農(nóng)業(yè)機械的重要參數(shù)和依據(jù)。 1 莖稈強度測定儀的結構與工作原理 隨著科學技術的不斷發(fā)展，對玉米莖稈強度測試裝置的要求也越來越 高，尤其是表現(xiàn)二級標題：黑體、 四號、加粗 正 文均用小四號， 宋體， 倍行距， 數(shù)字、字母為 Times New Roman 2 在高靈敏度以及便攜式等方面。兩個系列都內置 32K 到128K 的閃存，不同的是 SRAM 的最大容量和外設接口的組合。輸出靈敏度為。這里選擇 TFT ( Thin film Transistor，薄膜晶體管）屏幕，它也是目前實驗中最普遍采用的顯示屏。作物秸稈放在刀片的刀口中。 圖 31 放大電路結構 所研制儀器信號放大系統(tǒng)采用 AD620AN 芯片。反向電路如圖 35 所示，由負電壓產(chǎn)生電 路和信號反向器組成。 SD 卡共支持三種傳輸模式： SPI 模式（獨立序列輸入和序列輸出）， 1 位 SD 模式 （獨立指令和數(shù)據(jù)通道，獨有的傳輸格式）， 4 位 SD 模式 （使用額外的針腳以及某些重新設置的針腳。 在實驗中，模擬數(shù)據(jù)被保存在新創(chuàng)建的 TXT 文本中，其中拉力文件以 S 開頭壓力文件以 P 開頭。由于 OP07 具有非常低的輸入失調電壓（對于 OP07A 最大為 25μV），所以 OP07 在很多應用場合不需要額外的調零措施。 圖 32 AD620 引腳圖 AD620 芯片具有易于使用，出色的直流性能，低噪聲，出色的交流性能等特點，其電壓 供電電壓為 +～ +18V，增益范圍為 1～ 1000，只需一個電阻即可設定。在調速器的配合下交流減速電機可實現(xiàn)十個檔位速度輸出。光線的通過和不通過的組合就可以在屏幕上顯示出圖像來。應用先進的密封工藝，能在高濕度的環(huán)境中工作。具有一流的外設、低功耗、最大的集成度等特點。電子拉壓力傳感器具有高靈敏、低噪聲、長壽命、低功耗和高可靠等優(yōu)點，發(fā)展十分迅速，此玉米莖稈強度測定儀結構簡單，便于攜帶操作。因此通過玉米莖稈強度的測試研究而培育出高抗倒伏的作物是全球玉米遺傳育種專 家都面臨的課題。 四號宋體 i 目 錄 摘要 ..................................................................................................................................... I Abstract .............................................................................................................................. II 引言 .....................................................................................................................................1 1 莖稈強度測定儀的結構與工作原理 .............................................................................1 莖稈強度測定儀結構 ..............................................................................................2 STM32 單片機認識與選擇 ................................................................................3 拉壓力傳感器簡介與選擇 ............................................................................... 3 液晶顯示屏的選擇 ............................................................................................3 莖稈強度 測定儀工作原理 ......................................................................................4 數(shù)據(jù)采集模塊原理 ............................................................................................4 微機處理數(shù)據(jù)原理 ............................................................................................5 2 機械系統(tǒng)設計 .................................................................................................................5 儀器運行模式 ..........................................................................................................6 儀器切割刀的設計 ...................................................................................................6 3 硬件系統(tǒng)設計 .................................................................................................................7 信號放大系統(tǒng) ..........................................................................................................7 信號反向系統(tǒng) ...........................................................................................................9 信號反向電路的應用 .......................................................................................10 電機正反轉控制 原理 .......................................................................................10 SD 卡存儲系統(tǒng) .......................................................................................................10 自制集成開發(fā)板 ..................................................................................................... 11 Altium Designer 介紹 .................................................................................12 PCB 板設計的工作流程 .................................................................................16 控制器版面簡介 .....................................................................................................14 4 軟件系統(tǒng)設計 ...............................................................................................................14 鍵功能處理 ............................................................................................................14 數(shù)據(jù)顯示 ................................................................................................................14 中斷處理 ................................................................................................................15 A/D 轉換最佳精度設計 ..........................................................................................15 誤差來源與分析 ..............................................................................................16 硬件如何減小 ADC 誤差 ...............................................................................16 軟件如何減小 ADC 誤差 ...............................................................................17 上位機通訊程序設計 ............................................................................................17 測量參數(shù)及其計算方法 ........................................................................................17 過載及做功程序設計 ............................................................................................17 信號穩(wěn)定性分析與設計 ........................................................................................18 5 試驗結果與分析 ...........................................................................................................20 儀器主要技術參數(shù) ............................................................................