MSP430单片机无传感器的直流电机的驱动电路设计(2)
1.2.2国内外研究现状
1.3.1 设计目的
随着我国工业的发展电动机作为电能转换的传动装置被广泛应用于机械、冶金、石油化学、国防等工业部门中随着对生产工艺、产品质量的要求不断提高和产量的增长越来越多的生产机械要求能实现自动调速。由于它具有良好的线性调速特性简单的控制性能高效率优异的动态特性现在仍是大多数调速控制电动机的最优选择。因此研究直流电机的速度控制有着非常重要的意义。根据当前单片机发展的趋势以TI公司的MSP430系列单片机全面的用来控制直流电机旨在实现直流电动机的平滑调速即可平滑改变电动机电枢电压实现电动机升速、降速、正转和反转等功能。
1.4.1 设计的意义
直流电动机是最早实现调速的电动机。长期以来直流电动机一直占据着调速控制的统治地位。随着生产技术的发展对直流电气传动在起制动、正反转以及调速精度、调速范围、静态特性、动态响应等方面提出了更高的要求这就要求大量使用直流调速系统。由于它具有良好的线性调速特性简单的控制性能高效率优异的动态特性现在仍是大多数调速控制电动机的最优选择。因此研究直流电机的速度控制有着非常重要的意义。仅采用MSP430单片机便能达到对直流无刷电机的启动以及调速控制的方式，不仅节省材料，不适用DSP或者C68HC908GP32芯片达到了降低了成本的目的，而且使电路更简单，功耗更低，更有利于航模等领域上的应用。
1.5 .1 主要内容及方法手段
该系统利用MSP430单片机实现直流电机的单闭环调速系统通过单片机的片内设计和外围模块完成整个电路设计。其中通过MSP430F4152的Timer-A模式产生PWM输出以生成控制信号外围模块主要是光耦隔离、驱动、键盘、LED、霍尔传感器的设计。
本文介绍了一种基于MSP430单片机实现的单闭环直流电机的调速系统该单片机利用MSP430F4152的Timer-A模式产生PWM输出以生成控制信号将PWM波通过光耦TLP521实现单片机与外部电路之间的电气隔离经过功率驱动芯片L298放大后控制直流电机的电枢电压进行平滑调速并由霍尔元件检测直流电机转速构成的速度反馈通过四个独立性键盘分别控制电机的正转、反转、加速和减速最后通过LED动态显示出电机的转速和正反转状态。
第二章 器件的选用
2.1 单片机MSP430
MSP430是美国 德州仪器公司TI生产的一种16位的超低功耗高性能的微处理器，它介绍了超低功耗单片机系统软件设计、超低功耗外围电路设计、人机交互界面设计、嵌入式软件工程基础等基础知识和实践经验，MSP430的16位定时器中断可用于时间计数、时序发生、PWM等。
2.1.1 MSP430的特点
MSP430 系列单片机的迅速发展和应用范围的不断扩大，主要取决于以下的特点。
1) 功耗低。典型功耗是：2.2V时钟频率1MHZ时，活动模式为0.2MA，关闭模式仅为0.0001 MA，且具有5种节能方式。
2) 高效16位 RISC-CPU，27条指令，8MHZ时钟频率时，指令周期时间125ns,绝大多数指令一个时钟周期完成；32KHZ时钟频率时，16位MSP430单片机的执行速度高于典型的8位单片机20MHZ时钟频率时的执行速度。
3) 低电压供电、宽工作电压范围：1.8V-3.6V。
4) 灵活的时钟系统（两个外部时钟和一个内部时钟）。
5) 低时钟频率可实现高速通信。
6) 具有串行在线编程能力。
7) 强大的中断能力。
8) 唤醒时间短，从低功耗模式下唤醒仅需0.006ms。
9) ESD保护，抗干扰能力强。