基于msp430步进电机驱动位移检测系统的研制

基于MSP430步进电机驱动交通大文章针对汽车怠速控制系统的需求,描述了一种高精度位移检测系统的研制,其以MSP430F49为核心,以步进电机驱动为传动机构,再配以线性位移传感器,实现位移的高精度检测。重点介绍了步进电机驱动器的MSP430步进电机位移检测ADiscementMeasureSystemDrivedbyStepMotorBasedonSunM Chang ngarequreeno heauodlespeedconrolsyse,hspaperdescrbesahghprecsedsplaceen easuresyse basedonMSP430,whchsdrvedbyseppng oorand easuresdsceenwhlneardsceensensorDesgnoseppngoordrverandprocessodsceen easureareanlynroducedMSP430seppngoordsce 引目前,汽车工业正迅猛发展,随着技术革新,油耗也逐步降低。但是,据统计约有30%的燃油放的要求,必须控制怠速时的工况,提高燃油速阀的开度进行控制,这就需要高精度的位移检测系统,一方面把位移量反馈给控制单元,另一方面执行控制单元给定的位移指令,配控制单元完成怠速阀的开度控本文采用TI公司的MSP430单片机为控制器,实现了步进电机驱动的位移检测系MSP430系列德州仪器(TI)公司的MSP430系列单片机,是一种具有超低功耗特性的功能强大的单片机。MSP430系列单片机摒弃了传统的数据线地址线外设的设计思路,将各种资源

成在片上实现了片上系统SOC大大简化了系统的设计。如MSP430F149就包含:60K的片内ROM2K的RAM,12位A/D,精密模拟比较器,硬件乘法器28MHz的时钟模块2个带有大量捕获比较寄存器的6位定时器Timer-A和Timer-B,看门狗,2个可实现异步、同步及多址的串行通口,数十这些功能可以满足各种控制系统对单片机的需要。MSP430系列包容了许多先进的技术,如JTAG技术,FLASH在线编程技术、BOOT-STRAP技术等。MSP430单片机内部预设了JTAG模块,具有完整的调试功能,JTAG接口或片内BOOTROM,1PC1个结构小巧的JTAG控制器的帮助下完成程序的和调试,而不必使用复杂的仿真调试工具。MSP430系列的FLASH型具有片内的BOOTROM利用它只需几根线就可以修改内部的程序,运行内部的程序,这就为系统软件的升级提供了又便的手段。另一方面,BOOTSTRAP具有很高的性,口令字达到32个字节的长度。MSP430F1x1.36V,5种低功耗模式,功耗设计,工作电流视工作模式不同为0.～400LA。MSP430系列单片机采用了RISC术27条汇编指令125ns能编系统设计要求针对上述怠速阀开度的控制需求,位移检测系统的设计要求如下:位移检测范围25mm,分辨率001mm。检测流程要求先前进一定步数,停留一段时间,再后退一定步数,停留一段时间,数可调范围1～200步,0～99s1～99999次。步进电机采用四相爪极步进电机A+,A-,B+,B-),要求驱动电压连续可调,7.00～16.00V,脉冲频率可调,范围2～250Hz。为了位移检测的准确性,最后,采用液晶显示各种检测信息,键盘用于各种1所示。整个系统以TI的MSP430F149单片机为处理核心。调压模块以三端可调稳压LM317为核心,用于产生可调的步进电机驱动电压,同时驱动MSP430F149的AD模块。在步进电机的轴端安装高精度的线性位移传感器,该传感器的滑动端随着步进电机的转动而同步前进后退,通过给整个传感器供电以及滑动端的分压,位移信号将直理后输入MSP430F149的A/D模块,就能得到MSP430F149提供电源并给调压模块提供输入电压通过参考电 位移检测系统结构组成框

步进电机驱动器的设4相步进电机,A+,A-B+,B-引起的冲击电压,每个绕组并联上续流二极管。步机驱动的关键是进行脉冲的分配,由于驱动的脉冲频率较低,MSP430F1494IO口P10,P11,P12,P13进行高低电平的分配,并通过4个三极管就能驱动步进电机的每一相。图 通常,448,每相脉冲的占空比为25%,驱动功率较小,但较易产生失步脉冲分配图如图3所示8拍方式下45°,每相脉冲的占空比为375驱动功率较大但失步的情况较少,图 步进电机驱动脉冲分配图(拍图 步进电机驱动脉冲分配图(拍本系统采用4拍方式,程序中定义一个脉冲分配数组{0×01,0×02,0×04,0×08}、一个下标索引和一个方向标志,并配合MSP430F149的Timer-B定时模块,就可以实现步进电机的驱动了。考虑到驱动脉冲的最低频率为2Hz,TimerBSMCLK1MHz)经过8分频后(125kHz)作为时钟,寄存器TBCCR0可TBCCR0=fTme-B/(4fDve (式中:fDve为用户设置的步进电机驱动的脉冲TimerB每产生一次中断,就根据方向标志将下标索引按模4加1或减1,意味着步进电机另外,Timer-A用于前进或后退以后停留时间的定时。Timer-A采用ACLK(32768Hz),TACCR00×80001sTimer-A产生一次中断。位移检位移检测使用MSP430F149内部的12位A/D转换模块ADC12。ADC128个外部通4个内部通道可以用内部参考电平也可以用外部ADC12有16个用于保存12位寄存器每个寄存器有各自相应如前所述,通过与步进电机同轴安装的高精度线性位移传感器,可以将位移信号转换为电压理后输入MSP430F149的外部A/D通道。为了的影响,检测时同时采样传感器的整个供电电压设置为序列通道单次模式VccVn4次为一次序列4次VccVn的转

16个。分别对2组转换值进行数字滤波CurrentPosition=Vn×TotalL (V整个位移检测过程如图5所示图 TI公司推出的MSP430系列16位单等优点,性能价格比高,正日益得到广泛的应用,度位移检测系统充分利用了MSP430系列单片机提供的各种软硬件优点,大大简化了模块的设计,从而提升了系统整体的性能。可MSP430FLASH型超低功耗6位单片机北京航空航天大学,200收稿日期 修改稿日期2003 自动化发布全新软件产品 全球知名的工业自动化动力—自动化公司近日在全球发布了其应用工业自动化领域内的强大的管理级软件RSVewSpervsoryEito,通常称为RSVewSE。此次向推介的这款软件产品将面向行业内的企业级用户以及OEM(原始设备制造商)厂商。这套软件的发布,将帮助企业构架起一个高智能化,与自动化公司先进的硬件产品一起,全面带给众多企业集成的的方案和行业应用解决方案。自动化公司相关表示:“,加入WTO后,市场竞争将更,拥有对手的竞争力将成为企业的重要优势。现在, 软件在世界很多地方为各种规模的企业提供我们出色的软件产品及解决方案,帮助他们提升在行业中的这种竞争力。正因为如此,我们成为了客户心”RSViewSupervisoryEdition是基于Windows2000操作系统的人机界面软件,它用于监视,控制并获得全企业内所有的生产操作的数据。RSViewSE作为RSView企业版系列软件的关键组件,它为车间内的操作员提供了关键的数据,操作员可以作出实时的操作决定。RSViewSE同时也将重要的操作数据提供给管理者,确保实现优良的性能。它具有多服务器集群和多客户端的分布式结构和强大的可伸缩性。利用RSViewEnterprise