施肥作业的有效完成是保证作物丰产、足产的重要条件之一,作物的产量与化肥的合理施用息息相关,一旦出现化肥漏施、少施的现象势必会造成作物的减产,因此在施肥作业过程中实现对肥箱料位的在线检测和化肥的及时补充至关重要。本文以肥箱料位高度为研究基础,开发设计一款性能可靠的基于单片机的肥箱料位检测装置,替代人工对肥箱中肥料余量情况进行实时获取、分析,减少了人力、物力投入,使施肥机信息化水平得以提升。本论文主要研究内容如下:首先通过阅读料位检测装置结构设计相关资料,再结合我国目前施肥作业过程中常见的颗粒化肥特点,确定了一种平行相邻双极板直插式的机械结构;该检测装置采用电容法检测原理,难点是由于检测装置电容极板采集到的电容信号很小、很微弱,为pF级别,故对于微小电容的检测本装置采用电容/频率转换集成电路,将外界不可视的电容模拟量转换成可视的频率数字信号,且精度很高。通过分析肥箱料位检测装置所需硬件系统完成硬件电路模型搭建,主要包括电容测量采集模块、C/F转换模块、显示模块以及串口通信模块,并利用Altium Designer软件绘制硬件电路原理图,再通过计算机语言编程完成系统软件程序设计,主要包括电容数据处理程序、数码管显示程序、串口通信程序以及主程序,然后利用Keil uVision4软件进行编译,并结合Proteus ISIS进行软硬件的联合仿真调试,最后通过CAN总线通信协议与上位机相连。利用搭建的室内台架测试平台验证自制的检测装置能够对肥箱料位进行实时在线检测与测量值的显示,并将采集到的试验数据运用最小二乘法进行线性拟合得到检测装置的灵敏度为0.1931pF/mm,线性度为±3.09%;通过尖山农场田间作业试验证明基于单片机的肥箱料位检测装置能够适应田间复杂环境,对肥箱料位进行在线测量;开展温度因素对检测装置的影响试验,增加温度传感器的使用,对田间作业温度进行补偿校正。基于单片机的肥箱料位检测装置性能良好,能够满足一般农业生产过程中施肥作业对于料位检测的要求,为研制施肥机智能化控制系统奠定了基础。