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1、摘 要目前，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。本设计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
2、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、直流电机的启动、停止、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。 关键词： MSP430F149；L297；L298N；上位机；ABSTRACTAt present, our country has developed a with independent intellectual property rights of the real-time monitoring software platform,
3、advanced control software and process optimization control software engineering application software, etc, and product have breakthrough, broke the foreign similar applications of monopoly pattern. Through in chemical, petrochemical and papermaking of hundreds of enterprise (device), promote enterpr
4、ises technical renovation, improve the production process control level and product quality, to create the obvious economic benefit.According to the design of the industrial control and intelligent control technology and electronic technology, based on single-chip microcomputer control technology, t
5、he design of the experiment of industrial control circuit is simple. With the system hardware platform for reliable performance, stable work, powerful design principle, the overall performance of low power consumption by MPS430 microcontroller as the core. By the sensor, drive, relays and industrial
6、 control equipment as the main body. Then, VB programming complete data acquisition, VB program design, complete control own serial chip to send command. Design of serial C programming language application and single-chip microcomputer control procedures, realize the writing of stepping motor chip,
7、dc motor starting, stopping, deceleration, status, circuit breaker relays and continuity of control. Finally, simulation of industrial control way and demonstration debugging.Key Words：MSP430 F149; L297 N;L298 N;Place of honor machine;目 录1引言12系统设计22.1设计要求22.2开发设计思路22.3系统方框图23MSP430F149单片机33.1MSP430F
8、149核心芯片简介33.2MSP430 单片机的发展33.3MSP430 单片机的特点53.4MSP430 与89C51系列的比较73.5应使用的多种MSP43083.6开发环境及程序下载93.7MSP430F149单片机的功能介绍103.7.1MSP430F149输入输出口103.7.2定时器及数模转换103.7.3时钟模块113.7.4USART通信模块113.7.5比较器模块123.7.6模数转换模块123.7.7485和232通讯模块143.8MSP430F149单片机控制部分原理图164控制部分介绍174.1直流电机的控制部分174.1.1恒压恒流桥式2A驱动芯片L298N174.1
9、.2直流电机驱动电路原理194.1.3直流电机的PWM调速电路194.1.4控制直流电机程序设计流程234.2步进电机的控制部分234.2.1进电机的驱动电路原理234.2.2NE555脉冲产生器电路254.2.3控制步进电机的程序设计流程284.3继电器控制部分294.3.1继电器控制部分电路原理295VB软件设计305.1VB6.0软件的介绍305.2功能介绍315.3上位机面板控制界面325.4上位机程序326单片机程序设计336.1单片机的编程思想336.2单片机程序流程图336.3单片机程序337调试及结果347.1调试过程347.2结果34结 论35参考文献36附录一：上位机程序3
10、7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501 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。工业控制与上位机软件相结合，是随着PC机的兴起而不断发展的。工业控制与上位机软件控制、多元化、低功耗、智能化、网络化、集成化是现代工业的发展趋势。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
11、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
12、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。 172 系统设计2.1 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2.2 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
13、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。2.3 系统方框图图2-1系统方框图3 MSP430F149单片机3.1 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
14、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。3.2 MSP430 单片机的发展MSP430 系列是一个 16 位的、具有精简指令集的、超低功耗的混合型单片机，在 1996 年问世，由于它具有极低的功耗、丰富的片内外设和方便灵活的开发手段，已成为众多单片机系列中一颗耀眼的新星。回忆 MSP430 系列单片机的发展过程，可以看出有这样三个阶段： 开始阶段 从 1996 年推出 MSP430 系列开始到 2000 年初，这个阶段首先推出有 33X 、 32X 、 31X 等几个系列，而后于 2000 年初又推出了 11X 、 11X1 系列。 MS
15、P430 的 33X 、 32X 、 31X 等系列具有 LCD 驱动模块，对提高系统的集成度较有利。每一系列有 ROM 型（ C ）、 OTP 型（ P ）、和 EPROM 型（ E ）等芯片。 EPROM 型的价格昂贵，运行环境温度范围窄，主要用于样机开发。这也表明了这几个系列的开发模式，即：用户可以用 EPROM 型开发样机；用 OTP 型进行小批量生产；而 ROM 型适应大批量生产的产品。 2000 年推出了 11X/11X1 系列。这个系列采用 20 脚封装，内存容量、片上功能和 I/O 引脚数比较少，但是价格比较低廉。 这个时期的 MSP430 已经显露出了它的特低功耗等的一系列技术特点，但也有不尽如人意之处。它的许多重要特性，如：片内串行通信接口、硬件乘法器、足够的 I/O 引脚等，只有 33X 系列才具备。 33X 系列价格较高，比较适合于较为复杂的应用系统。当用户设计需要更多考虑成本时， 33X 并不一定是最适合的。而片内高精度A/D 转换器又只有 32X 系列才有
