基于MSP430单片机的折弯机控制器设计(2)

单片机 电子制作 毕业设计

第30卷第10期黄　成,等:基于MSP430单片机的折弯机控制器设计

单片机技术及应用

及RAM,性能与低档DSP相当。这也是MSP430单片

机越来越被广泛应用的原因。

主控制电路结构如图4所示

。

图3　鉴相电路

　　鉴相电路的实现如下:

a)当A的相位超前B时,输出信号D始终为高电平,而输出信号U则为与A同相位、同频率的方波信号(有相位滞后);

b)当B的相位超前A时,输出信号U始终为高电平,而输出信号D则为与A同相位、同频率的方波信号(有相位滞后)。

因此,在鉴相电路后只要设计适当的计数电路,就可完成折弯机运动方向的判断及实现精确的位置测量。

计数电路采用双向计数器芯片74LS193来实现。单片74LS193的最大计数值为16,栅尺的精度为200个脉冲/30,,因此,由4片74LS193。鉴相电路的输出信号U、D与74SLS193的计数端CPU(加计数端)、CPD(减计数端)相连,电路就能实现双向计数,输出16位位置信号。计数电路的特点如下:

a)CPU为高电平时,计数电路对CPD引脚上的脉冲进行减计数;

b)CPD为高电平时,计数电路对CPU引脚上的脉冲进行加计数。

图4　主控制电路结构

控制电路中保留有电源监控电路,掉电时能够保

存当前位置参数等实时数据。同时,系统也保留了串口电路。需要注意的是,由于MSP430单片机为3.3V的电平信号,因此在与TTL电路接口时,需进行电平转换。

4　输出电路设计

,同时为简化接口BB公司的串行D/A转换器,这是一款性能优良的12位2路输出串行D/A转换器。虽然DAC7612为2路输出,并且系统也要求2路输出控制信号,不过由于DAC7612的2路同步输出电压信号的大小相同,即DAC7612的工作特点是只接受一个12位输入字,获得2路输出。而对于实际系统,2路输出只有在理想情况下是相等的,实际情况需要不平衡输出,因此,只选用DAC7612中的1路输出。具体电路如图5所示

。

3　控制电路设计

折弯机控制电路要实现较复杂的控制算法,对控制器的运算速度有较高的要求,而且测控周期有限(≤5ms),根据控制要求及节省成本考虑,本文选用TI公司的MSP430F149单片机作为控制器,能较好地满足系统对CPU的要求。

MSP430F14X系列单片机是一款功能较强大的单片机,其主要技术指标如下:工作电压1.8V～3.6V;指令周期125ns;FlashROM容量60kB;RAM容量2kB;采用专用的硬件乘法器;JTAG口可实现实时在线调试。

从MSP430F14X系列单片机的性能指标可以看出,这是一款比较适合低功耗设计的单片机,具有较大的FlashROM容量,多数情况下不必外扩程序存储器

图5　输出电路

为提高系统的抗干扰能力,在CPU与输出电路之

间设计有光电隔离电路。采用串行D/A转换器后,所用的光耦合器数量大大减少,只需4路光耦合器即可,简化了接口电路设计。同时,为保证时序不发生错误,要采用高速光耦合器,例如6N137等。在2路信号的输出控制字分别写给DAC7612后,使能LOAD信号,即可保证2路信号同步输出。

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