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基于MSP430F149单片机多功能工业控制平台的设计

更新时间：2019-12-30 21:26:30 大小：3M 上传用户：xiaohei1810查看TA发布的资源 标签：msp430f149单片机工业控制 下载积分：1分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

采用高性能低功耗的MSP430F149单片机作为控制核心,根据智能控制技术设计完成简单的工业控制平台,系统硬件电路以性能可靠、工作稳定、功能强大为总体设计原则,由传感器、驱动器、继电器等常用工业控制设备作为主体,通过与上位机通信实现单片机对步进电机、直流电机的加减速、状态显示、继电器开路与断路的控制.

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第24卷 第4期  
2017年4月  
仪器仪表用户  
INSTRUMENTATION  
EIC Vol.24  
2017 No.4  
基于MSP430F149单片机多功能工业控制平台的设计  
刘立军  
（辽宁机电职业技术学院，辽宁 丹东 118009）  
摘 要：采用高性能低功耗的MSP430F149单片机作为控制核心，根据智能控制技术设计完成简单的工业控制平台，  
系统硬件电路以性能可靠、工作稳定、功能强大为总体设计原则，由传感器、驱动器、继电器等常用工业控制设备  
作为主体，通过与上位机通信实现单片机对步进电机、直流电机的加减速、状态显示、继电器开路与断路的控制。  
关键词：MSP430F149；智能控制技术；工业控制平台  
DOI:10.3969/j.issn.1671-1041.2017.04.012  
中图分类号：TP273+.5  
文献标识码：A  
文章编号：1671-1041(2017)04-0044-05  
The Design of Multifunctional Industrial Control Platform Based on  
MSP430F149 MCU  
Liu Lijun  
（Liaoning Mechatronics College, Liaoning，Dandong,118009,China）  
Abstract: The high performance and low power consumption MSP430 F149 microcontroller as control core, according to the  
intelligent control technology to design a simple industrial control platform, the hardware circuit of the system with reliable  
performance, stable operation, powerful function for the overall design principle, by the sensor, driver, relay and other commonly  
used industrial control equipment as the main body, through communication with the host computer to realize single-chip stepper  
motor, DC motor speed, status display, relay control circuit and open circuit.  
Key words: MSP430 F149；intelligent control technology；industrial control platform;  
时使用 VB 程序自带串口设计控件向单片机串口发送指令。  
并应用 C 语言程序设计写出单片机控制程序，实现单片机  
对步进电机、直流电机的加减速、状态显示、电路继电器  
开路与断路的控制 [2]。多功能工业控制平台系统总体框图  
如图 1 所示。  
0 引言  
自 20 世纪 80 年代初期诞生至今，工业控制软件已有  
30 多年的发展历史。工业控制与上位机软件相结合是随着  
PC 机的兴起而不断发展的。工业控制与上位机软件控制、  
多元化、低功耗、智能化、网络化、集成化是现代工业发  
展的必然趋势。作为工控软件的一个重要组成部分，中国  
人机界面组态软件研制方面近些年取得了较大的进展，硬  
件和软件相结合，为企业测、控、管一体化提供了比较完  
2
多功能工业控制平台硬件设计  
2.1 MSP430F149 单片机简介  
MSP430F149 单 片 机 有 6 个 8 位 的 P 口， 其 中 P1、  
P2 口占两个中断向量，共可以接 16 个中断源，还可以直  
接利用 P 口的输入输出寄存器，直接对外进行通信。因为  
所有的 P 口都是和其他外设复用的。因此，在用端口之前  
都要用功能选择寄存器选定所用的功能是外设还是 P 口，  
选定之后还要在方向寄存器中确定是输出还是输入，实验  
了一个程序，前部分是实现中断功能的程序，后部分为中  
断程序是实现直接用 P 口对外提供一个短脉冲的程序，在  
整的解决方案 [1]  
。
1
多功能工业控制平台总体案设计  
系统硬件平台搭建本着性能可靠、工作稳定、功能强  
大的总体设计原则，采用高性能低功耗的 MSP430 单片机  
为核心，由传感器、驱动器、继电器等常用工业控制设备  
作为主体，然后应用 VB 程序设计完成数据采集分析，同  
收稿日期：2017-03-09  
作者简介：刘立军(1981-) ，男，辽宁朝阳人，研究生，硕士，讲师，研究方向：动态测试与智能仪器、电子技术。  
万方数据  
第4期  
刘立军·基于MSP430F149单片机多功能工业控制平台的设计  
45  
图 1 多功能工业控制平台系统总体框图  
Fig.1 Multifunctional platform for industrial control systems diagram  
图 2 步进电机的驱动电路  
Fig.2 Step motor driver circuit  
表 1 两相四拍工作模式时序表  
Table 1 Chronology two-phase four-beat pattern  
设计的开发板中，专门利用了 P 口的输入输出功能对外存  
24WCXX 和实时时钟芯片 8563 的数据通过的存取 I2C 总线  
步进电 信号输  
返回第  
的读取和写入 [3]  
。
第一步 第二步 第三步 第四步  
机
入
一步  
返回  
返回  
返回  
返回  
返回  
返回  
返回  
返回  
IN1  
IN2  
IN3  
IN4  
IN1  
IN2  
IN3  
IN4  
0
1
1
1
1
1
1
0
1
0
1
1
1
1
0
1
1
1
0
1
1
0
1
1
1
1
1
0
0
1
1
1
2.2 步进电机的正反转，加减速控制  
步进电机是数字控制电机，它将脉冲信号转变成角位  
移，即给一个脉冲信号，步进电机就转动一个角度。因此，  
非常适合于单片机控制 [4]。步进电机可分为反应式步进电  
机（简称 VR）、永磁式步进电机（简称 PM）和混合式步  
进电机（简称 HB）。  
正转  
反转  
2.2.1  步进电机的特点  
步进电机工作具有如下特点：  
这一顺序分别控制 A,B 相的通断 )。两相四线步进电机的四  
拍工作方式，其各相通电顺序为：  
1）通过输入脉冲信号进行控制。  
2）电机的总转动角度由输入脉冲数决定。  
3）电机的转速由脉冲信号频率决定。  
A － AB － B － BA’ － A’ － A’B’-B’ － B’A  
依次循环 ( 出于对力矩、平稳、噪音及减少角度等方面考虑，  
往往采用 8 拍工作方式 )。  
2.2.2  步进电机的驱动电路及工作原理  
步进电机的驱动电路如图 2 所示，根据控制信号工作，  
如果给定工作方式正序换相通电，步进电机正转，如  
果按反序通电换相，则电机就反转。如：正转通电顺序是：  
A-B-A’－ B’依次循环。则反转的通电顺序是：B‘-  
A’-B － A 依次循环。  
控制信号由单片机产生 ( 或者其他信号源 )。  
步进电机基本原理作用如表 1 所示。  
2.2.3  步进电机控制换相顺序  
两相四线步进电机的 4 拍工作方式，其各相通电顺序  
为 (A-B-A’－ B’) 依次循环 ( 通电控制脉冲必须严格按照  
万方数据  

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