基于MSP430 MCU的电源监视和管理系统(SCM篇)
简介
能电源DC开关电源由PFC和DC-DC转换器,以提高系统的可靠性脱机或远程监控和管理,监控和管理系统中设置的开关电源模块。要监视的系统电源故障类,自动设定和调整的串行通信接口,远程监控和管理,这功能的通信系统的基站中的电源系统的输出电压和电流的电源,远程中央监控站通过特别重要的。本文介绍了基于MSP430微控制器的电源监视和管理系统的设计和实施。
1系统体系结构和硬件电路设计
整体系统的结构的设计,如图1中所示。该系统采用TI公司推出的16系列单片机MSP430的核心芯片。 MSP430具有集成度高,外围设备丰富,超低功耗等特点。单片集成的多通道12位A / D转换芯片的精密比较器,PWM功能的定时器,USART,看门狗定时器芯片,芯片数字控制振荡器(DCO),大量的I / O端口,以及大容量,片上存储器,串行线编程方法,单片机,以满足绝大多数的应用需要。 MSP430这种高层次的集成,使应用程序不必花费太多的精力在接口,外部I / O和内存,但你可以很容易地设计出真正意义上的单片系统,已广泛应用于许多领域。以下描述的功能的系统可以实现基于MSP430F149的电子控制系统的设计上。
11系统的功能:
一。启动控制。上电后,单芯片的工作中,按下电源按钮,点亮LED的电网接入220V PFC开关电源开始工作,然后连接到负载。
B。电压设定和调节。单片机的A / D口采集值的输出电压,开关电源,并显示在液晶屏上,单片机控制数字电位计调整输出电压值,自动调节,电压调节器的左边和右边的页面或选举键盘上的按键,请使用向上和向下的关键,可以手动调整,也可以通过通信接口实现远程调整。
C。电流调节。多开关电源并联使用,需要等于电源的负载电压。单片机A / D端口取得的负载电流值的电压值的转换,通过一个通信端口获得的电流值,以平均电流控制数字电位计,以调整输出电压,从而使输出的负载电流达到平均值,或通过左边和右边的键盘键选举产生的电流调节器的页面上,使用箭头键手动调节。
D。故障报警。微控制器光电耦合器的各种输入和输出故障被检测到,喇叭响,警示灯闪烁,故障类型及处理方法,并显示在液晶屏上。
E。监测。单片机的A / D端口收集测量的电网电压,输出电压,输出电流,报警,当出现溢出。
F。通信。包括通信和微控制器,微控制器和开关电源的中央监控站之间的通信。
12电压调节器电路的
电压调节电路由微控制器,数字电位器X9313,和可调分流基准芯片TL431的组合物,其在图2中所示的电路原理图。 Xicor9313固态非易失性电位器,微调电位器可作为数字控制。 TI TL431产生了良好的热稳定性能的三端可调分流基准源,其输出电压用两个电阻可以任意设定VREF(25V)到36V范围中的任何值。工作,一个IO MCU控制INC计数输入引脚,提供计数脉冲,这个输入边沿触发。另一个IO控制U / D提升输入端,当U / D高,X9313内部计数器计数到大众的输出电压上升,VW地,使VH端电压降低,而TL431的楼盘同样,当输出端子电压的U / D是在输出电压,在输出电压的上升,以减少使恒定的25V Vcc的低Vcc;该电压输出调节。
MSP430F149 13模拟数据采集,嵌入式在高精度,12位ADC转换器与采样和保持功能模块,内部提供了多种采样和保持时钟源。 8个可选的外部输入通道,最大采样率可达200KHz,和内置温度传感器,可以测量MSP430单片机内部的温度,如果测得的温度高于或低于设定温度显示报警信息的外部元件,也有六个可编程的内部参考电压的选择。转换模拟量采集模块需要的场合。我们选择的参考电压为025V,使MSP430F149的AD分辨率为25/4096 = 061V左右。由于量较高的模拟电压输入,而不是直接与系列微控制器的ADC采样端口连接一个滑动变阻器降压治疗,成功地解决了这些问题。
14人机对话设计
系统人机界面的LCD指示灯和键盘。 LCD可选的基于T6963C的液晶显示模块YM12864。键盘是一个3×3阵列连接系统采用了图形用户界面, *** 作简单,实用,美观的显示。工作中,可以显示在LCD屏幕实时收集的电网电压,输出电压,输出电流,以及各种开关 *** 作对应的键盘的报警消息可以显示网页,自动,手动和遥控器的输出电压的调整,输出电流。当有报警信息产生相应的指示灯闪烁警告扬声器连接到微控制器将产生一个报警器发出蜂鸣声,提醒 *** 作人员做出相应的处理。
2系统软件设计
430支持两种语言,汇编语言和C语言编程,在项目文件两种语言?同时,使用汇编语言,调试时,逻辑和定位的接触和地址的指令是正确的或不容易找到。 C语言编程,大大降低了程序编译一个良好的可读性,便于和维护的工作量。开发工具IAR Embedded Workbench中,使用IARSystems公司整合编辑,编译,链接,下载和在线调试(Debug),各种功能,简单易用,高效的C语言编译器。
同时考虑到软件开发效率和可维护性,系统软件设计遵循模块化的编程思想,系统功能划分为若干个相对独立的功能模块。这些措施包括:液晶显示模块,AD转换模块,重点监测的响应模块,监控报警响应模块,电压和电流调节模块,数据处理模块,通信模块。每个模块独立的测试应该进行,并终于结合在一起。在图3中所示的整个系统的软件流程图。
按钮监视模块是一个重要的部分,它控制AD转换开始,显示页开关,自动调节的电压和电流,手动调整,开始和切换远程调节。报警监控模块起着至关重要的作用,在保护的开关电源,开关电源故障的实时监测,当输入电压过电压,输入电压欠压PFC故障应切断电源,该事件输出电压过压,输出电压欠压模块过热,IPM保护故障应该是DC-DC转换器。
中的各个模块的整合,注意到每个中断之间的冲突。 MSP430中断优先级,ADC12采样转换中断的优先级比TimerA的中断,所以ADC12采样转换中断时执行的过程响应TimerA的中断或中断响应TimerA的被迫推迟,以便将受到影响,报警监控和响应程序进行TimerA的中断无法实现的开关电源故障的实时检测。在这个系统中,使用键盘上的控制ADC12采样转换中断启动和关闭,从而解决中断冲突。
结论
本文基于MSP430F149的电源监视和管理系统的设计与实施的MSP430系统设计完成后,提出了解决设计中存在的问题的基础上。作者的创新点:利用的MSP430系统的结构是简单,外围电路少,效率高的特点,设计实现一个简单的,直观的,易于使用的全汉字提示, *** 作,监控能力强,运行稳定,安全和可靠的电源监视和管理系统,大大降低了成本可观的经济效益,实际需求。
·C语言的论文难以进入的门槛:
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所以我认为在实践中学习单片机的学习,实践去了解的结构和原理,如果你真的不明白,不要紧,只要你知道如何使用它的结构和原理! (没学过组件只能说)
我们可以从I / O端口学习,看一些例子烧一些程序,再看看的现象,然后尝试一下使用单片机的内部结构,最后的知识基础上编写了一个程序,这种现象,这种现象了。学习既不枯燥,也有一种成就感。为什么有些人可以学习是一种乐趣,而很多人唉声叹气,我想从这个原因。
不同的实验不同的PCB图,I / O *** 作是不同的。然而,工作原理是一样的,有些学生可能会抱怨实验板的教程和实验板在他们手中,这是没有必要备受关注。 I / O步骤调试概念看到的现象是非常重要的,如改变一个语句将产生什么样的现象,但为什么,这些都是掌握在调试过程中。
中断的学习方法是类似的第一次练习陌生的地方去查看登记册,解剖等方式来实现你想要的现实,然后慢慢的微控制器注册,所以要学会这将是更有意义,记得更牢固地。中断没有复杂的东西,仅仅是学到一些中断功能,如优先级。一些C语言基础的学生于一身,可与C语言中的运算符的优先级,我相信,基于C语言的定义12个中断功能是没有什么问题的优先级。
我学到了在我的文档实例的微控制器,数量不多的情况下,但这些都是直接点击MCU知识。写实例作为我学习的逐步深入,然后我意识到事情。
你想帮助,祝成功!
一·基于MSP430 单片机的电源监控管理系统(单片机论文)
引言
大功率直流开关电源由PFC 和DC-DC 变换器组成,为了提高可靠性,并能够对其进行脱机或远程监控管理,在开关电源模块内设置监控管理系统。该系统对电源故障类进行监控,对电源输出的电压电流进行自动设定和调节,通过串行通信接口,与远程中心监控站进行远程监控和管理,这一功能在通信系统基站供电系统中尤为重要。本文提出了一种基于MSP430单片机的电源监控管理系统的设计和实现。
1 系统结构和硬件电路设计
系统的整体设计结构如图1所示。本系统采用的核心芯片为TI公司推出16位系列单片机MSP430。MSP430具有集成度高,外围设备丰富,超低功耗等优点。单片集成了多通道12bit的A/D转换、片内精密比较器、多个具有PWM功能的定时器、片内USART、看门狗定时器、片内数控振荡器(DCO)、大量的I/O端口以及大容量的片内存储器,采用串行在线编程方法,单片可以满足绝大多数的应用需要。 MSP430的这种高集成度使应用人员不必在接口、外接I/O及存储器上花太多的精力,而可以方便的设计真正意义上的单片系统,在许多领域得到了广泛的应用。下面介绍该系统可以实现的功能和基于MSP430F149的电控系统的设计。
11 系统功能:
a.开机控制。上电后,单片机开始工作,按下电源键,点亮指示灯后,将电网220V接入PFC,开关电源启动工作,然后接于负载。
b.电压设定和调节。用单片机A/D口采集开关电源的输出电压值,并显示于液晶屏上,通过单片机控制数字电位计调节输出电压值,实现自动调节;或者通过键盘的左右键选出电压调节页面,用上下键进行手动调节;也可以通过通信接口实现远程调节。
c.电流调节。多台开关电源并联使用时,要求各台电源的负载电压相等。单片机A/D口采集转换成电压值的负载电流值,通过通信口得到各台电流值,取电流平均值,控制数字电位计调节输出电压,使输出负载电流达到平均值;或者通过键盘的左右键选出电流调节页面,用上下键进行手动调节。
d.故障报警。单片机通过光电耦合器检测到各项输入输出故障时,扬声器产生蜂鸣,相应的报警灯闪烁,并在液晶屏上显示故障类型及处理方法。
e.监测。单片机A/D口对电网电压,输出电压,输出电流进行采集测量,当出现超限时进行报警。
f.通信。包括单片机与各台开关电源间的通信和单片机与中心监控站的通信。
12 电压调节电路
电压调节电路由单片机、数字电位计X9313和可调分流基准芯片TL431组成,其电路原理图如图2所示。Xicor9313是固态非易失性电位器,可用作数字控制的微调电位器。TL431是TI生产的一个有良好的热稳定性能的三端可调分流基准源,它的输出电压用两个电阻就可以任意地设置到从VREF(25V)到36V范围内的任何值。工作时,单片机的一个IO控制INC计数输入脚,为其提供计数脉冲,此输入端为下降沿触发。另一个IO控制U/D升降输入端,当U/D为高电平时,X9313内部计数器进行加法计数,VW端的输出电压上升,由于VW接地,使VH端电压降低,而TL431的REF输出端电压为恒定的25V,从而使Vcc处输出电压升高;同理当U/D为低电平时,Vcc处输出电压降低,这样就实现了电压输出调节。
13 模拟数据采集
MSP430F149内嵌入一个高精度的,具有采样与保持功能的12位ADC转换模块,内部提供各种采样与保持时钟源。MSP430有8个外部输入通道可选, 最高采样速度可达200KHZ,并且还内置温度传感器,可以测量芯片内的温度,如果测量温度高于或低于预设的温度是,可以通过外接部件显示告警信息,同时具有6种可编程选择的内部参考电压。该转换模块为一些需要模拟量采集的场合提供了便利。我们选择的参考电压是0~25V,这样MSP430F149的AD分辨率就是25/4096 = 061V左右。由于输入的模拟电压量较高,不能直接与单片机的ADC采样端口相连,因此用串联一个滑动变阻器的方法进行了降压处理,成功解决了上述问题。
14 人机对话设计
系统的人机 *** 作界面由液晶显示屏、指示灯和键盘组成。液晶选用的是基于T6963C 的液晶模块YM12864。键盘采用的是3×3 的阵列接法,系统采用了图形用户界面, *** 作简单易行,显示实用美观。工作时,液晶屏可以实时显示采集到的电网电压、输出电压、输出电流及各种报警信息, *** 作相应键盘可以进行显示页面的切换,对输出电压,输出电流进行自动、手动及远程控制调节。当有报警信息产生时,相应得指示灯会闪烁警示,同时与单片机连接的扬声器会产生报警蜂鸣声,以提醒 *** 作人员做出相应的处理。
2 系统软件设计
430 支持汇编语言和C 语言两种语言编程,因此可以在一个工程文件中同时用两种语言,使用汇编语言,便于在调试时寻找逻辑和指令的联系及地址的定位正确与否。使用C 语言进行编程大大减少了工作量,编好后的程序可读性好,易于修改和维护。开发工具使用IARSystems 公司的IAR Embedded Workbench,它集成了编辑、编译、链接、下载与在线调试(Debug)等多种功能,使用方便,并具备高效的C 语言编译能力。
考虑到软件开发效率及可维护性,系统软件设计遵循模块化的编程思想,将系统功能划分为几个相对独立的功能模块。它们包括:液晶显示模块、AD 转换模块、按键监测响应模块、报警监测响应模块、电压电流调节模块、数据处理模块、通信模块。每个模块都要进行独立的测试,最后结合到一起。整个系统的软件流程图如图3 所示。
按键监测模块是其中的重要组成部分,它控制着AD转换的启动,显示页面的切换,及电压电流的自动调节,手动调节,远程调节的启动和切换。报警监测模块对开关电源的保护起着至关重要的作用,它实时的监测着开关电源是否出现故障,当发生输入电压过压,输入电压欠压,PFC故障时应切断总电源,当发生输出电压过压,输出电压欠压,模块过热,及IPM保护故障时应关断DC-DC变换器。
在对各模块进行整合时,要注意各中断之间的冲突。由于在MSP430 的中断优先级中,ADC12 采样转换中断优先级高于TIMERA 中断,因此当在响应TIMERA 中断的过程中会执行ADC12 采样转换中断,或者TIMERA 的中断响应被迫延迟,这样就会影响在TIMERA中断中执行的报警监测响应程序,不能达到对开关电源故障类的实时检测。在本系统中,利用按键控制ADC12 采样转换中断的启动和关闭,从而解决中断冲突。
3 结论
本文在基于MSP430F149电源监控管理系统的设计和实现的基础上对MSP430的系统设计做了讨论,提出并解决了在设计中出现的问题。本文作者的创新点:利用MSP430的系统结构简单,外围电路少,效率高的特点,设计实现了简洁直观、使用方便、 *** 作全程汉字提示、监控能力强、运行稳定、安全可靠的电源监控管理系统,大大降低了成本,取得了相当可观的经济效益,满足实际需求。
二·C语言论文:
嵌入式以门槛高,入门难的方式拦截了无数的学者。然而单片机作为嵌入式的入门课,如何以一种正确的方法学习单片机将关系到是否能学习好嵌入式。
纵所周知,学习嵌入式先玩ptotel,再做单片机。Protel简单的来说就是一个做PCB板的纯英文的软件。学习ptotel前必需具备一定的电路基础和英语能力,电路基础我想大部分同学都是有的,而英语这一块却是许多人所头疼的。这对英语基础差的同学是一种打击,再者如果毅力不强,我想你是自学不下去的。毅力是学任何东西所必需的一种能力、素质,是一种遇挫折而不言败的决心。
不管学的是protel还是单片机,首先要找一个能够指导你的人。何谓指导,指导并不是说他要一步一步地教你去做,而是一个在关键时刻能够为你指出一条道路的人。
我认为学习嵌入式方法最重要,在学protel和单片机之前应该想办法了解关于学习它们的方法。比如说protel吧,许多人理科的学生都是以一种纯理解的角度去学的,画一个导线、元件问一下为什么要这样画,生成网络表也追根溯源地问个网络表的由来。其实许多东西只是懂用就行,理论的东西懂得再多不懂用也是枉然的。
所以学习protel有地方不懂你就问你的指导员,有许多的东西是规定死了的,不是你想半天一夜就可以为你而改变的。这不同于软件设计,软件设计在你的苦思之下也许可以找到另一种更好的方法。
单片机嘛,不得不承认中国没一本单片机好书。我学习单片机的时候看过的单片机书有七本,大多数都是不尽人意的。在这里我冒昧地说:中国人写书确实缺乏一点“读者至上”的原则。我所看过的单片机书我想有很多都是以他的角度去写的,没有几个人是站稳在读者的角度上写的。书上的章节注释极不清楚,许多重要的地方都是没有说明的,说句不好听的话,作者似乎以为读者的水平也像他一样高。而外国人的书呢,同样的书,同样的知识点,有同样的中国人的书的两三倍那么厚,这是为什么。这是因为外国人的书点点滴滴都是面向着读者的。注释、说明、总结应有尽有。所以,我在这里发表一个也许同胞会扔鸡蛋到我身上的观点,那就是:不管学什么,优先选择外文翻译书,或是纯英文书。得到一本好书对我们的影响极为巨大。这一部分我用一句话来总结就是:中国人的书适合教学,而外国人的书不仅适合教学还适合自学。
中国人的单片机书往往都是先介绍单片机的内部结构、中断,定时器,然后再到I/O口。一开始就让我们学习单片机内部结构,中断、定时器的内部结构和原理,把我们弄得一塌糊涂的时候再和我们讲例子,怎样去 *** 作实验板。如果自学的话我想许多同学是学不下去的,干嘛要把非得把单片机的内部结构像解剖学一样弄个彻底才实践去应用它呢?即使你把单片机全解剖清楚了还是不会用你手中的这块实验板的。我觉得如果在学单片机之前没有学过汇编语言就直接用C语言学的话,即使学完了单片机,对单片机的内部结构和单片机的工作原理也是不清楚的。学了汇编之后再学单片机的话效果将会好得多,所以不要心急,有些东西是急不来的。
所以我认为学习单片机要在实践中学习,先实践再去了解它的结构和原理,如果你实在不能了解它的结构和原理那也无所谓的,只要你懂得用就可以了!(没学过汇编的只能这么说了)
我们可以先从 I/O口学习,看一些例子烧录些程序,再看一下现象,之后再尝试了解一下所要用到的单片机的内部结构,最后在这个现象的知识基础上,编一个自己想要的程序、现象出来。这样学习的话既不无聊,成就感也有了。为什么有些人可以把学习当一种快乐,而许多人在唉声叹气,我想有一部分是出自这个原因。
不同的实验板有不同的PCB图,所以I/O的 *** 作也是有所不同的。不过 *** 作的原理都是一样的,有些同学可能会抱怨教程里的实验板和自己手中的实验板不同,这是大可不必多虑的。I/O这一步在调试中看现象的理念很重要,比如改变一个语句会产生何种现象,为什么会产生,这些都是要在调试中掌握的。
中断的学习方法也是类似的,先实践发现有陌生的地方就去查看相应的寄存器,等实现了自己想要的现实再慢慢地解剖一下单片机的寄存器,这样学起来会更有意义,记得更牢。中断也没复杂的东西的,只不过学几个中断函数,优先级之类的。有一定C语言基础的同学在优先级这一块可以联系C语言中运算符的优先级,我相信有了C语言基础定义一两个中断函数也不是什么问题了的。
我学过的单片机的内容在我文档的实例之中,实例的数量不多,但这些都是直接点击单片机知识点的。随着我的学习渐渐地深入后我再把我实现过的东西写入实例之中吧。
希望对你有所帮助,祝成功!
[电子信息工程]单片机数字调频立体声收音机设计
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如果阻值很大,可以用电子开关CD4051来切换电阻。
如果要阻值很小,那可以用MOS场效应管。单片机输出PWM信号经滤波后转换成变化的直流电压加在MOS栅极上,DS之间的电阻就会随着变化,不过可能会不太稳定。
以上就是关于msp430f149 通过timerA 产生的PWM控制外围电路电压并AD采集,但是采集不到数据全部的内容,包括:msp430f149 通过timerA 产生的PWM控制外围电路电压并AD采集,但是采集不到数据、球一份关于单片机或c语言的论文!2000字左右的、关于收音机论文的绪论该怎么写等相关内容解答,如果想了解更多相关内容,可以关注我们,你们的支持是我们更新的动力!
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