第六讲 基于MSP430F449的智能电动车设计.doc

第六讲 基于MSP430F449的智能电动车设计 基于MSP430F449的自动寻迹电动小车主要由车体、驱动电机、寻迹传感器、MSP430F449单片机和辅助电路等构成，各部分均采用节能设计，耗电量小。识别引导线方法采用寻迹传器输出信号经MSP430F449片内A/D转换器变成数字量，将黑白两状态识别变为灰度识别。其优点是电路简单，识别分辨率高。 、直流电机驱动电路 直流电机采用H桥电路驱动，该电路实现直流电机的四象限运行，分别对应正转、正转制动、反转、反转制动。为提高系统效率和降低功耗，选用集成H桥芯片L293，该芯片可同时驱动两个直流电机。两组控制信号分别为E1、IN1、IN2和E2、IN3、IN4，其中E1、E2是使能信号，IN1、IN2和N3、N4为电机转动方向控制信号。IN1、IN2分别为1，0时，左电机正转；反之左电机反转。选用PWM连接E1或E2引脚，通过调整PWM的占空比可以调整电机的转速。驱动电路如图4-所示。光电隔离器将电机驱动电路与单片机电路隔离，即消除了电机对单片机电路的干扰又保护单片机免受电机电源高电压的冲击。整车电路选用双电源供电，一组3.6V给单片机和控制电路供电， 另外一组7.2V给电机供电。 图4- 直流电机驱动电路 、MSP430F449简介 1）MSP430F449结构 MSP430F449芯片结构框图如图所示。 图 MSP430F449结构框图 与MSP430F413比较，其相同点是CPU、JTAG接口、看门狗定时器、定时器A3、比较器、PIO端口与413相同，LCD显示驱动、时钟振荡器与413类似。 其不同点是： 1）Flash只读存储器：60K，可存储大量程序； 2）RAM随机存储器：2K，可在程序这大量使用变量； 3）定时器B：可捕获六路脉冲信号或输出六路PWM信号； 4）8通道12位的A/D转换器，可将8路连续变化的电压信号转换成相应数字量。 A/D转换器概述 将连续变化的模拟信号转变为计算机能进行处理数字信号的电路称为A/D转换电路，大量使用在测量（万用表）和计算机构成的控制系统中。为了提高精度、降低成本将A/D转换电路集成到一个芯片中，称为A/D转换芯片。 1）A/D转换芯片根据转换原理分类 积分型；逐次比较型；?并行比较型；并行比较型/串并行比较型；Σ-Δ调制型等。 2）分辨率和测量值 分辨率：数字量变化一个最小量时模拟信号的变化量，定义为量程与2n的比值。分辨率又称精度，通常以数字信号的位数来表示。 例1：量程0-2.5V的A/D转换器，转换后的数字量是12位二进制数，分辨率为： 2.5/212 2.5/4096（V） 0.61mV 量程通常由A/D转换器选用的参考电压确定，MSP430F449的A/D参考电压可选Vcc或内部设定的2.5V参考电源。 测量值：测量值 分辨率×转换数值 例2：12位A/D转换器选用2.5V参考电源，转换后得到数据为N，对应的输入模拟电压Vx为： 例2：若A/D转换读入的数据是0800H（2048），对应电压为： 3MSP430F449的A/D转换模块ADC12特点及使用 1）转换器特点 MSP430F449单片机内部集成了8通道12位的A/D转换器。通过读取A/D转换器寄存器得到转换结果。 MSP430F449 A/D转换的主要特点：采样速度快，最高可达200ksps；12位的转换精度，1位非线性微分误差，1位非线性积分误差。 2）转换器使用 进行A/D转换通常需要设置的内容有：转换通道、采样保持、参考电压、转换时钟、转换模式、结果缓存。 例3：8路A/D转换器的使用 本例中ADC12使用片内2.5V稳压源作为参考电压，执行A0至A7八个通道的A/D转换。每次转换结果分别存于ADC12MEM0至 ADC12MEM7存储寄存器中。读A/D转换结果时，将转换结果存于变量中，在下面的程序中随意使用。ADC12初始化程序清单如下： P6SEL 0xff; // 使能A/D输入通道 ADC12CTL0 ADC12ON+MSC+SHT0_8+REFON+REF2_5V; // 接通ADC12 ADC12CTL1 SHP+CONSEQ_3; // 使用采样定时器 ADC12MCTL0 INCH_0+SREF_1; // 片内参考源 ADC12MCTL1 INCH_1+SREF_1; // 片内参考源 ADC12MCTL7 INCH_7+SREF_1+EOS; // 片内参考源 ADC12CTL0 | ENC; // 使能转换 ADC12CTL0 | ADC12SC; // 启动转换 读出A/D转换数据程序清单： NUM_AD0 ADC12MEM0; NUM_AD1 ADC12MEM1; NUM_AD7 ADC