大学生创意，TI MSP430悬挂运动控制系统

发布时间：2015-01-23 阅读量：936 来源: 我爱方案网作者:

【导读】来自大学生的创意设计！本方案采用MSP430F149为主控芯片，通过液晶屏和键盘与操作人交互，通过步进电机对悬挂载荷进行开环运动控制，使用安装于悬挂载荷的反射式红外光电传感器提供的反馈对面板上给定曲线进行闭环跟踪。

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悬挂运动控制系统主要实现的功能是自由运动、定点运动、圆周运动和循迹运动，通过手动设置参数，并能在运动的过程中实时显示坐标，关键在于电机
的精确控制。系统的方案框图如图 1所示：

1、控制器模块方案：

采用TI公司所生产的 MSP430F149单片机为主控制芯片，有非常丰富的资源： 6个 8位并行口其中两个有中断功能，12位的ADC,强大的定时器，精密的比较器，大容量的 RAM和ROM,存储大容量的程序。

2、电机模块方案：

采用步进电机控制悬挂物体的准确运动，步进电机不需要使用传感器就能精确定位，而且通过给定的脉冲周期，能够以任意速度转动，定距运动较精确。虽然步进电机不能高速转动，但根据题目要求的时间和移动距离，步进电机完全能够符合要求，是该种要求下广泛使用的一种电机。

3、循迹模块方案：

不调制的反射式红外发射-接收器。由于采用红外管代替普通可见光管，可以有效的降低环境光源的干扰，尺寸小、质量轻、灵敏度高，对辅助装置的要求最少，对人眼无伤害，采用不调制的反射式红外发射-接收器完全可以有效的降低干扰，而且方便可行，能够准确的实施检测。

4、电源模块方案：

双电源供电。将电机驱动电源（12V）和单片机的供电电源（3V）完全隔开，这样设计可以彻底消除电机驱动所造成的干扰，提高了系统的稳定性。

5、显示系统方案：

采用汉字 LCD液晶显示器。LCD有明显的优点：微功耗、显示信息量大、字迹清晰、美观、视觉舒适；可以用中文 LCD液晶进行菜单显示，使整个控制系
统更加人性化。

6、键盘方案：

通用简单键盘设计简单，易于实现。利用 430单片机 P1口管脚都有中断功能使无论软件还是硬件都易于实现，减少了系统的复杂度。

7、软件方案：

系统的运动可以是通过轨迹的方程算出下一点的坐标，再解两个直角三角形来算出电机应有的动作（详见软件方案—算法分析）。这里涉及到超越方程和开方运算，对于主要用于控制的单片机来说如此大量运算并不适合。我们是将算坐标的运算用取数组的值来代替，让单片机只进行开方的运算，简化了软件复杂度，效果良好。

下一页：硬件设计及实物图

MSP430F149的资源分配，如下图 2所示

系统实物图：

图4 裸板

图5 装配板

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