磁懸浮設(shè)計文檔

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1、HubeiIndustrialPolytechnic項目設(shè)計主題：基于MSC430F5438的交流磁懸睜控制露的設(shè)計完成時間：2013.11.14學(xué)生姓名：対天月指導(dǎo)教師：王廬山一、弓丨言1二、MSP430F5438單片機簡介1三、磁懸浮控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖2四、系統(tǒng)功能實現(xiàn)分析2五、程序功能說明3六、程序清單（附）5、引言磁懸浮是根據(jù)電磁感應(yīng)原理和楞次左律，由交流電流通過線圈產(chǎn)生交變磁場，交變磁場使閉合的導(dǎo)體產(chǎn)生感生電流，感生電流的方向，總是使自己的磁場阻礙原來磁場的變化。因此線圈產(chǎn)生的磁場和感生電流的磁場是相斥的，若斥力超過重力，可觀察到磁懸浮現(xiàn)象。交流磁懸浮控制器的設(shè)計采用MSP4

2、30F5438A單片機控制，由檢測機構(gòu)反饋高度電信號給單片機，再由MSP430F5438A單片機產(chǎn)生一路觸發(fā)脈沖信號，控制交流調(diào)壓模塊電路的輸出，從而實現(xiàn)對線圈高度的閉環(huán)控制。二、MSP430F5438單片機簡介MSP430系列單片機是美國徳州儀器公司研發(fā)的一款16位超低功耗單片機[3],因為其具有精簡指令集的混合信號處理器，所以稱Z為混合信號處理器。該系列單片機具有如下特點:?處理能力強MSP430系列單片機是一個16位的單片機，采川了精簡指令集(RISC)結(jié)構(gòu)，具有豐富的尋址方式(7種源操作數(shù)尋址、4種目的操作數(shù)尋址)、簡潔的27條內(nèi)核指令以及大量的模擬指令；大屋的寄存器以及片內(nèi)

3、數(shù)據(jù)存儲器都可參加多種運乳；還冇高效的查表處理指令。這些特點保證了可編制出高效率的源程序。?運算速度快MSP430系列單片機能在25MHz晶體的驅(qū)動下,實現(xiàn)40ns的指令周期。16位的數(shù)據(jù)寬度、40ns的指令周期以及多功能的碩件乘法器(能實現(xiàn)乘加運算)相配合，能實現(xiàn)數(shù)字信號處理的某些算法(如FFT等)。?超低功耗MSP430單片機之所以有超低的功耗，是因為其在降低芯片的電源電壓和靈活而可控的運行時鐘方面都有其獨到之處。首先，MSP430系列單片機的電源電壓釆用的是1.8-3.6V電壓。因而可使其在1MHz的時鐘條件下運行時，芯片的電流最低會在165口A左右，RAM保持模式下的最低功耗

4、只冇0.1UA。其次，獨特的吋鐘系統(tǒng)設(shè)計。在MSP430系列中有兩個不同的時鐘系統(tǒng)：基本時鐘系統(tǒng)、鎖頻環(huán)(FI丄和FLL+)時鐘系統(tǒng)和DCO數(shù)字振蕩器時鐘系統(tǒng)?？梢灾皇褂靡粋€晶體振蕩器(32768Hz),也町以使用兩個品體振蕩器。由系統(tǒng)吋鐘系統(tǒng)產(chǎn)生CPU和各功能所霊的吋鐘。并且這些時鐘可以在指令的控制卜，打開和關(guān)閉，從而實現(xiàn)對總體功耗的控制。rfl于系統(tǒng)運行時開啟的功能模塊不同，即釆用不同的工作模式，芯片的功耗有著顯著的不同。在系統(tǒng)屮共有一種活動模式(AM)和五種低功耗模式(LPM0^LPM4)o在實時時鐘模式下，可達2.5nA,在RAM保持模式下，最低可達0.UA。?片內(nèi)資源豐富M

5、SP430系列單片機的各系列都集成了較豐富的片內(nèi)外設(shè)。它們分別是看門狗(WDT)、模擬比較器A、定時器AO(Timor_A0)>定時器Al(Timer_Al)、定時器BO(Timer_B0)>UART、SPI、I2C、硬件乘法器、液晶驅(qū)動器、10位/12位ADC、16位工-△ADC、DMA、I/O端口、基本定時器(BasicTimer)、實時時鐘(RTC)和USB控制器等若干外圍模塊的不同組合。其中，看門狗可以使程序失控時迅速復(fù)位；模擬比較器進行模擬電壓的比較，配介定時器,可設(shè)計出A/D轉(zhuǎn)換器；16位定時器(Timer_A和Timer.B)具有捕獲/比較功能,大量的捕獲/比較寄存器，

6、可用于事件計數(shù)、時序發(fā)生、PWM等；有的器件更具有可實現(xiàn)界步、同步及多址訪問串行通信接口可方便的實現(xiàn)多機通信等應(yīng)用；具有較多的I/O端口，PO、P1、P2端口能夠接收外部上升沿或卜-降沿的屮斷輸入；10/12位硬件A/D轉(zhuǎn)換器有較高的轉(zhuǎn)換速率，最高可達200kbps,能夠滿足大多數(shù)數(shù)據(jù)采集應(yīng)用；能直接驅(qū)動液晶多達160段；實現(xiàn)兩路的12位D/A轉(zhuǎn)換；硬件I2C串行總線接口實現(xiàn)存儲器串行擴展；以及為了增加數(shù)據(jù)傳輸速度，而采用的DMA模塊。MSP430系列單片機的這些片內(nèi)外設(shè)為系統(tǒng)的單片解決方案提供了極大的方便。另外，MSP430系列單片機的屮斷源較多，并且可以任意嵌套，使用時靈活方便。

7、當(dāng)系統(tǒng)處于省電的低功耗狀態(tài)時，中斷喚醒只需5nso?方便高效的開發(fā)環(huán)境MSP430系列有0TP型、FLASH型和ROM型三種類型的器件，這些器件的開發(fā)手段不同。對于OTP型和ROM型的器件是使用仿真器開發(fā)成功之后燒寫或掩膜芯片；對于FLASH型則有十分方便的開發(fā)調(diào)試環(huán)境，因為器件片內(nèi)有JTAG調(diào)試接口，還冇可電擦寫的FLASH存儲器，因此采用先下載程序到FLASH內(nèi)，再在器件內(nèi)通過軟件控制程序的運行，由JTAG接口讀取片內(nèi)信息供設(shè)計者調(diào)試使用的方法進行開發(fā)