【正文】 四川理工學院挑戰(zhàn)杯論文 第 1 頁 共 32 頁 目錄 摘 要 .............................................................................................................................. 2 1 前言 ............................................................................................................................ 3 2 系統(tǒng)框圖 .................................................................................................................... 3 3 方案選擇與比較 ........................................................................................................ 4 LCD 顯示模塊 ............................................................................................... 4 方案一： ................................................................................................ 4 方案二： .............................................................................................. 4 測速模塊 ........................................................................................................ 4 方案一： ................................................................................................ 4 方案二： ................................................................................................ 4 電機驅動模塊 ................................................................................................ 5 方案一： .............................................................................................. 5 方案二： .............................................................................................. 5 方案三： .............................................................................................. 6 4 系統(tǒng)的具體設計與實現 ............................................................................................ 6 LCD 顯示 .......................................................................................................... 6 測速 .................................................................................................................. 6 驅動 .................................................................................................................. 6 控速方案設計 .................................................................................................. 6 鍵盤輸入 .......................................................................................................... 7 5 原理圖與 PCB 圖 ........................................................................................................ 8 msp430 最小系統(tǒng)原理圖 ................................................................................. 8 其他模塊原理圖 ............................................................................................... 8 6 程序框圖和系統(tǒng)程序 .............................................................................................. 10 程序流程圖 .................................................................................................. 10 系統(tǒng)程序 ...................................................................................................... 13 7 附錄 .......................................................................................................................... 31 8 評價 .......................................................................................................................... 32 9 總結 ............................................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 10 參考文獻 ................................................................................................................ 32 四川理工學院挑戰(zhàn)杯論文 第 2 頁 共 32 頁 摘 要 本文主要研究了 基于 MSP430 單片機的電機調速系統(tǒng)， 通過鍵盤輸入電機需達到的速度， 并提供兩種可選的輸出模式 即 波形的靜、動態(tài)顯示 ，然后通過 PID算法調節(jié) 單片機輸出的ＰＷＭ波 ，從 而使電機達到之前輸入的預設速度 ， 并將波形及預設速度和當前速度在 LCD12864 上顯示出來， 在測速方面采用市場上比價常見的霍爾傳感器 A44E， 由單片機 記錄電機動時由小磁鐵靠進傳感器時產生的脈沖數，從而達到測速的目的， 由于 在 PID 算法中 采用遇限削弱積分法，系統(tǒng)穩(wěn)定性較好，具有較強的實用性 。 關鍵詞 ： msp4 PID、 霍 爾元件 、 LCD12864 Abstract This article mainly studied the motor speed systems based on MSP430, Through the keyboard input the speed which it takes to reach, And provide two optional output modes of static and dynamic waveform to order to reach the speed which has been inputed ,we take the PID algorithm to control the PWM,then display the wave、 input and output on the LCD12864. On the speed measurement,we take the A44E which is very mon in the in order to measurement the speed,we count the pulse which is produce when Small mags depend into sensor. Because in the PID algorithm we use the encounter limit weaken integral method, the system stability is good, has the stronger practicability Keywords: msp4 PID、 Hall Sensor、 LCD12864 四川理工學院挑戰(zhàn)杯論文 第 3 頁 共 32 頁 1 前言 MSP430 系列超低功耗單片機是Ｔ I 公司于 1996 年開始推出的超低功耗 16 位單片機，憑借其自身優(yōu)良的性能、方便靈活的開發(fā)方式、豐富 的技術資料和應用案例，使得 MSP430 在國內得到非常廣泛的應用。 PID 調節(jié)是連續(xù)系統(tǒng)中技術最成熟、應用最為廣泛的一個調節(jié)方式。其實質就是根據輸入的偏差 值，按比例、積分、微分的函數關系進行運算，其運算結果用以輸出控制。實際應用中，根據被控對象的特性和控制要求，可靈活的改變 PID 結構， 以充分發(fā)揮計算機的作用。 2 系統(tǒng)框圖 設計之前先畫出系統(tǒng)的整個結構框架，以便于后面 設計 電路板和寫程序。 圖一 系統(tǒng)結構圖 四川理工學院挑戰(zhàn)杯論文 第 4 頁 共 32 頁 3 方案選擇與比較 LCD 顯示模塊 方案一： 采用 LCD1602 顯示，由單片機的總線模式連接。 1602 可以顯示兩行，每行可以顯示 16 個字符，操作簡單，控制容易。 方案二： 采用 LCD12864 顯示， 12864 具有四行顯示，每行可以顯示 8 個漢字 16 個字符，操作相對 1602 復雜一些，指令較多，但是基本原理是一致的。 通過對方案一和方案二的分析，以及結合本設計的要求，我們要 求 顯示漢字和動態(tài)曲線圖， 所 以我們選用 12864 液晶。 測速模塊 方案一： 利用紅外線對射方式和反射方式，在電機的轉軸上安裝一個塑料圓盤，再在圓盤上開一些小孔，通過記錄脈沖數來記錄圓盤轉過的圈數，從而測出電機的轉速。 但無論是 反射式紅外傳感器還是對射式紅外傳感器，他們對都對外圍環(huán)境要求較高，易受外部環(huán)境的影響，穩(wěn)定性不高，且價格較為昂貴。 方案二 ： 霍爾元件具有體積小，頻率響應寬度大，動態(tài)特性好，對外圍電路要求簡單，使用壽命長，價格低廉等特點， 電源要求不高 ，安裝也較為方便。 利用霍爾元件來對轉過的塑料圓盤圈數來計數，在塑料圓盤邊上貼兩個 磁鐵，通過記錄脈沖數來記錄圓盤轉過的圈數，從而測出電機的轉速。 試驗期間發(fā)現用紅外對管較之霍爾檢測電路實現同一功能，電路復雜，調試不穩(wěn)定，不如霍爾元件使用靈活，只要調整好磁鋼和霍爾開關的距離就能完成檢測任務，故選用了霍爾元件測速。綜合多方面因素決定選用方案 2，其原理圖接線如 圖二 所示： 四川理工學院挑戰(zhàn)杯論文 第 5 頁 共 32 頁 圖 二 霍爾傳感器 電機驅動模塊 方案一： 采用傳統(tǒng)的功率三極管作為功率放大器的輸出控制直流電機。線性型驅動的電路結構和原理簡單，成本低，加速能力強。其原理圖連接如圖 三 所示。 圖三 電機驅動 方案二 ： 采用專用芯片 L298N 作為電機驅動芯片。 L298N