控制電路選用TI公司生產的DSP控制器，型號為TMS320LF2407A，電路設計主要包括液晶顯示、按鍵設置和電機的控制。

　　液晶顯示可以直觀的看到設置的參數，包括幾層培養基，幾層菌種;由于DSP控制器的運算速度非常快，機器周期很短，12864液晶屏的控制器難與其同步，采用的解決方案是在DSP數據接口與LCD數據接口之間使用三態總線收發器74LS245進行數據緩沖;同時在軟件設計方面根據兩者時序關系，在程序中加入DSP等待狀態周期，延長DSP輸出信號的持續時間。

　　按鍵設置按鍵部分可以設置培養基和菌種層數的加、減及確定輸入的動作。該接種機一共用到了四個電機：培養基料輸送電機、菌種推送電機、菌種切片電機和裝袋出料電機，各個電機的啟停設置獨立的開關，簡單、直觀，防止工作人員誤操作。

　　培養基料輸送電機選用的是直流電機，啟停設置獨立的按鈕，利用脈沖調寬原理改變NE555輸出的有限制，從而實現對直流電機的調速，脈沖頻率的選擇會直接影響電機運轉的穩定性。通過實際驗證，頻率選為3.75kHz時，該接種機輸送速度為0.4 m/s，時基電路調速原理如圖7所示，VD3為續流二極管，保證電樞電流的穩定性，同時防止電樞自感電動勢對功放管的損壞。

　　菌種推送電機選用步進電機，用軟件法實現電機通電換相控制，用DSP的PWM1～PWM4分別向四相步進電機驅動器的A、B、C、D相發送控制脈沖。設計定時器T1的周期為步進脈沖的周期，當周期中斷時，通過修改比較方式控制寄存器的相應位，來控制某相通電、斷電，實現換相，依次完成4次換相，步進電機就會正向轉動一個齒距角，控制字反序，實現步進電機反轉，完成菌種推送工作。

　　菌種切片電機和裝袋出料電機均選用異步電機，對電機啟停的控制采用SPWM技術，依靠DSP控制器產生的三相互差120°的3對SPWM波實現對逆變器開關的控制，調速控制是通過采集電機的負載電流獲得電流反饋量。

　　電流傳感器選用霍爾器件，檢測定子電流時，需要進行A/D轉換的量是兩路輸入電流，因此需要2個通道并行轉換完成信號的傳輸，經過電阻轉換為相應的電壓信號，由于DSP控制芯片的I/O基準電壓是3.3V，需要進行偏移轉化到0～3.3V，才能輸入到DSP中，經過數據比對，選用的偏移函數為：Vout=1.65+0.5VI。電路原理如圖8所示。

　　菌種切片電機通過曲柄搖臂滑塊機構完成上下往復運動，裝袋出料電機完成分層步種，根據接種菌種不同，培養基和菌種比例不一樣，切塊速度和分層數量也不同，因此需要檢測電機轉速。采用光電式旋轉編碼器檢測電機轉速，電機旋轉時帶動碼盤旋轉，通過光柵作用，持續不斷的開放或封閉光通道接收裝置的輸出端，就可以得到頻率與轉速成正比的脈沖序列，經過濾波后進入DSP接口，通過對脈沖計數得到電機轉速，電路原理如圖9所示。

3 結論

　　本文提供了一種食用菌生料接種機的設計方案，以現行的生產工藝及現有的生產設備為基礎，采用電機學和DSP控制相關知識，設計電路原理圖，完成培養基料的輸送、菌種自動切片和分層、定量接種至最后人工裝袋的工作流程，該自動接種機的投入使用可以提高接種效率，減少人員使用量和菌種污染率，降低企業生產成本。

　　參考文獻：

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　　本文來源于《電子產品世界》2017年第12期第61頁，歡迎您寫論文時引用，并注明出處。