毕业设计（论文）--多功能工业控制平台设计.docVIP

目 录 1 引言 1 2 系统设计 2 2.1 设计要求 2 2.2 开发设计思路 2 2.3 系统方框图 2 3 MSP430F149单片机 3 3.1 MSP430F149核心芯片简介 3 3.2 MSP430 单片机的发展 3 3.3 MSP430 单片机的特点 5 3.4 MSP430 与89C51系列的比较 7 3.5 应使用的多种MSP430 8 3.6 开发环境及程序下载 9 3.7 MSP430F149单片机的功能介绍 10 MSP430F149输入输出口 10 定时器及数模转换 10 时钟模块 11 USART通信模块 11 比较器模块 12 模数转换模块 12 485和232通讯模块 14 3.8 MSP430F149单片机控制部分原理图 16 4 控制部分介绍 17 4.1 直流电机的控制部分 17 恒压恒流桥式2A驱动芯片L298N 17 直流电机驱动电路原理 19 直流电机的PWM调速电路 19 控制直流电机程序设计流程 23 4.2 步进电机的控制部分 23 进电机的驱动电路原理 23 NE555脉冲产生器电路 25 控制步进电机的程序设计流程 28 4.3 继电器控制部分 29 继电器控制部分电路原理 29 5 VB软件设计 30 5.1 VB6.0软件的介绍 30 5.2 功能介绍 31 5.3 上位机面板控制界面 32 5.4 上位机程序 32 6 单片机程序设计 33 6.1 单片机的编程思想 33 6.2 单片机程序流程图 33 6.3 单片机程序 33 7 调试及结果 34 7.1 调试过程 34 7.2 结果 34 结 论 35 参考文献 36 附录一：上位机程序 37 附录二：单片机程序 40 附录三：电源模块原理图 45 附录四：单片机模块原理图 46 附录五：直流驱动模块原理图 47 附录六：步进电机驱动模块原理图 48 附录七：继电器控制模块原理图 49 致 谢 50 引言 自20世纪80年代初期诞生至今，工业控制软件已有20年的发展历史。工业控制是随着PC机的兴起而不断发展的。工业控制目前，我国已开发出一批具有自主知识产权的实时监控软件平台、先进控制软件、过程优化控制软件等成套应用软件，工程化、产品化有了一定突破，打破了国外同类应用软件的垄断格局。通过在化工、石化、造纸等行业的数百个企业（装置）中应用，促进了企业的技术改造，提高了生产过程控制水平和产品质量，为企业创造了明显的经济效益。2000年“九五”国家科技攻关计划项目“大型骨干石化生产系统控制及计算机应用技术”通过了验收。 作为工控软件的一个重要组成部分，国内人机界面组态软件研制方面近几年取得了较大进展，软件和硬件相结合，为企业测、控、管一体化提供了比较完整的解决方案。在此基础上，工业控制软件将从人机界面和基本策略组态向先进控制方向发展。 由于先进控制和优化软件可以创造巨大的经济效益，因此这些软件也身价倍增。在世界范围内形成了一个强大的流程工业应用软件产业。因此，开发我国具有自主知识产权的先进控制和优化软件，打破外国产品的垄断，替代进口，具有十分重要的意义。 在未来，工业控制软件将继续向标准化、网络化、智能化和开放性发展方向。 系统设计 设计要求 1.步进电机的正反转，加减速控制 2.直流电机的正反转，加减速控制 3.继电器的闭合与断开控制 4.传感器的输入检测 5.上位机进行数据采集与显示 6.电脑控制电路 7.常用的工业控制演示 开发设计思路 根据工业控制的现状和电控技术，智能控制技术，基于单片机控制的试验技术，设计完成简单的工业控制电路。系统硬件平台搭建本着为性能可靠，工作稳定，功能强大的总体设计原则，采用高性能低功耗的MPS430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，同时使用VB程序自带串口设计控件，完成向单片机串口发送指令的设计。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。最后，模拟工业控制的方式进行调试和演示。 系统方框图 图2-1系统方框图 MSP430F149单片机 MSP430F149核心芯片简介 图3-1 MSP430F149核心芯片 MSP430系列单片机是美国德州仪器(TI)1996年开始推向市场的一种16位超低功耗的混合信号处理器(Mixed Signal Processor)。称之为混合信号处理器，主要是由于其针对实际应用需求，把许多模拟电路、数字电路和微处理器集成在一个芯片上，以提供“单片”解决方案。MSP430 单片机的发展MSP430 系列是一个 16 位的、具有精简指令集的、超低功耗的混