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:956 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。

好消息!2015年新年来临之际,我爱方案网准备了ST开发板、庆科WIFI模块开发套件以及智能硬件研发必备的精密样片,只需填写个人信息与开发计划即有机会获得。更多详情>>

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
 
大学生的设计方案!TI MSP430悬挂运动控制系统


大学生的设计方案!TI MSP430悬挂运动控制系统
 

系统实物图:
 
大学生的设计方案!TI MSP430悬挂运动控制系统
图4 裸板

 
大学生的设计方案!TI MSP430悬挂运动控制系统
图5 装配板
相关资讯
威世科技推出CHA0402高频薄膜电阻:突破50GHz性能极限的汽车级解决方案

在5G通信、毫米波雷达及太空技术迅猛发展的背景下,高频电子元件的性能成为系统设计的关键瓶颈。威世科技(Vishay)近日宣布扩充其通过AEC-Q200认证的CHA薄膜电阻系列,新增0402封装尺寸产品(CHA0402),将高频工作范围扩展至50GHz,为汽车电子、航天通信及医疗设备提供突破性的高性能解决方案。

iPhone 17系列前瞻:屏幕尺寸战略调整与关键升级解析

据多方供应链消息及知名行业分析师(如DSCC分析师Ross Young、爆料人“数码闲聊站”)最新披露,苹果计划对2025年发布的iPhone 17系列产品线进行显著调整,其中屏幕尺寸策略的改变将成为基础款机型的核心亮点,并预示着苹果对产品定位的重新思考。

国产高精度闭环磁通门芯片问世,重构新能源电流检测方案

在光伏逆变器高频开关、充电桩大功率动态响应及工业电机驱动的严苛场景中,电流测量的精度与可靠性直接关乎系统能效与安全。伴随新能源与智能制造产业升级,传统霍尔或开环传感器在温漂抑制、抗干扰能力及动态响应上的瓶颈日益凸显,亟需更高性能的集成化解决方案。纳芯微电子最新推出的NSDRV401闭环磁通门信号调节芯片,正是瞄准这一技术高地而生。

第四代Tandem OLED技术突破!LG显示双路布局高端显示器市场

LG Display于6月27日宣布正式启动27英寸OLED显示器面板的全面量产计划,标志着高端显示器市场迎来重大技术革新。该面板基于革命性的第四代Primary RGB Tandem OLED技术,通过红、绿、蓝三原色四层独立堆叠结构,实现1500尼特峰值亮度与280Hz刷新率的卓越性能组合。

美光推出2600 NVMe SSD:QLC存储性能的革命性突破

2025年7月,美光科技(纳斯达克:MU)正式发布专为OEM设计的2600 NVMe SSD。作为高性价比客户端存储解决方案,该产品首次搭载第九代QLC NAND闪存芯片(G9 QLC),结合独家自适应写入技术(Adaptive Write Technology™),在保持QLC成本优势的同时,实现了PCIe 4.0协议下的突破性性能。测试数据显示,其顺序写入速度较同类QLC/TLC产品提升63%,随机写入性能提升49%,为商用及消费级PC用户提供全新体验。