【正文】 ，其運(yùn)算結(jié)果用以輸出控制。 關(guān)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(xué)院挑戰(zhàn)杯論文 第 3 頁(yè) 共 32 頁(yè) 1 前言 MSP430 系列超低功耗單片機(jī)是Ｔ I 公司于 1996 年開(kāi)始推出的超低功耗 16 位單片機(jī)，憑借其自身優(yōu)良的性能、方便靈活的開(kāi)發(fā)方式、豐富 的技術(shù)資料和應(yīng)用案例，使得 MSP430 在國(guó)內(nèi)得到非常廣泛的應(yīng)用。四川理工學(xué)院挑戰(zhàn)杯論文 第 1 頁(yè) 共 32 頁(yè) 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(cè)速模塊 ........................................................................................................ 4 方案一： ................................................................................................ 4 方案二： ................................................................................................ 4 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 ................................................................................................ 5 方案一： .............................................................................................. 5 方案二： .............................................................................................. 5 方案三： .............................................................................................. 6 4 系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ............................................................................................ 6 LCD 顯示 .......................................................................................................... 6 測(cè)速 .................................................................................................................. 6 驅(qū)動(dòng) .................................................................................................................. 6 控速方案設(shè)計(jì) .................................................................................................. 6 鍵盤(pán)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(píng)價(jià) .......................................................................................................................... 32 9 總結(jié) ............................................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 10 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................ 32 四川理工學(xué)院挑戰(zhàn)杯論文 第 2 頁(yè) 共 32 頁(yè) 摘 要 本文主要研究了 基于 MSP430 單片機(jī)的電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)， 通過(guò)鍵盤(pán)輸入電機(jī)需達(dá)到的速度， 并提供兩種可選的輸出模式 即 波形的靜、動(dòng)態(tài)顯示 ，然后通過(guò) PID算法調(diào)節(jié) 單片機(jī)輸出的ＰＷＭ波 ，從 而使電機(jī)達(dá)到之前輸入的預(yù)設(shè)速度 ， 并將波形及預(yù)設(shè)速度和當(dāng)前速度在 LCD12864 上顯示出來(lái)， 在測(cè)速方面采用市場(chǎng)上比價(jià)常見(jiàn)的霍爾傳感器 A44E， 由單片機(jī) 記錄電機(jī)動(dòng)時(shí)由小磁鐵靠進(jìn)傳感器時(shí)產(chǎn)生的脈沖數(shù)，從而達(dá)到測(cè)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(qiáng)的實(shí)用性 。 PID 調(diào)節(jié)是連續(xù)系統(tǒng)中技術(shù)最成熟、應(yīng)用最為廣泛的一個(gè)調(diào)節(jié)方式。實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)被控對(duì)象的特性和控制要求，可靈活的改變 PID 結(jié)構(gòu)， 以充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的作用。 圖一 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 四川理工學(xué)院挑戰(zhàn)杯論文 第 4 頁(yè) 共 32 頁(yè) 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(jī)的總線模式連接。 方案二： 采用 LCD12864 顯示， 12864 具有四行顯示，每行可以顯示 8 個(gè)漢字 16 個(gè)字符，操作相對(duì) 1602 復(fù)雜一些，指令較多，但是基本原理是一致的。 測(cè)速模塊 方案一： 利用紅外線對(duì)射方式和反射方式，在電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上安裝一個(gè)塑料圓盤(pán)，再在圓盤(pán)上開(kāi)一些小孔，通過(guò)記錄脈沖數(shù)來(lái)記錄圓盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)，從而測(cè)出電機(jī)的轉(zhuǎn)速。 方案二 ： 霍爾元件具有體積小，頻率響應(yīng)寬度大，動(dòng)態(tài)特性好，對(duì)外圍電路要求簡(jiǎn)單，使用壽命長(zhǎng)，價(jià)格低廉等特點(diǎn)， 電源要求不高 ，安裝也較為方便。 試驗(yàn)期間發(fā)現(xiàn)用紅外對(duì)管較之霍爾檢測(cè)電路實(shí)現(xiàn)同一功能，電路復(fù)雜，調(diào)試不穩(wěn)定，不如霍爾元件使用靈活，只要調(diào)整好磁鋼和霍爾開(kāi)關(guān)的距離就能完成檢測(cè)任務(wù)，故選用了霍爾元件測(cè)速。線性型驅(qū)動(dòng)的電路結(jié)構(gòu)和原理簡(jiǎn)單，成本低，加速能力強(qiáng)。 圖三 電機(jī)驅(qū)動(dòng) 方案二 ： 采用專(zhuān)用芯片 L298N 作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。用該芯片作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)，操作方便，穩(wěn)定性好，性能優(yōu)良。這種調(diào)速方式有調(diào)速特四川理工學(xué)院挑戰(zhàn)杯論文 第 6 頁(yè) 共 32 頁(yè) 性優(yōu)良、調(diào)整平滑、調(diào)速范圍廣、過(guò)載能力大，能承受頻繁的負(fù)載沖擊，還可以實(shí)現(xiàn)頻繁的無(wú)級(jí)快速啟動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)等優(yōu)點(diǎn)。用單 片機(jī)控制晶體管使之工作在占空比可調(diào)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，精確調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速。 本系統(tǒng)電機(jī)是空轉(zhuǎn)，不要求嚴(yán)格的負(fù)載驅(qū)動(dòng)，在加上成本的高低和經(jīng)濟(jì)承受能力，我們選擇方案一。 測(cè)速 在電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上安裝一個(gè)塑料圓盤(pán)，在圓盤(pán)的邊上對(duì)稱 的貼兩個(gè)磁鐵，霍爾元件安裝在電路板上，當(dāng)磁鐵垂直接觸霍爾元件時(shí)產(chǎn)生低電平，通過(guò) msp430的 P1 口某一引腳中斷計(jì)數(shù)，用定時(shí)器 A 計(jì)時(shí)間。 驅(qū)動(dòng) 通過(guò) msp430 的 引腳輸出 pwm 波形，控制三極管的導(dǎo)通，從而 達(dá)到控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速 的目的 。 它具有原理簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，適用面廣，控制參數(shù)相互獨(dú)立，參數(shù)的選定比較簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)；而且在理論上可以證明，對(duì)于過(guò) 程控制的典型對(duì)象──“一階滯后＋純滯后”與“二階滯后＋純滯后”的控制對(duì)象， PI