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根据MSP430单片机的发控时序检测体系电路设计

基于MSP430单片机的发控时序检测系统电路设计-基于MSP430F149单片机,设计一种发控时序检测系统。

  依据MSP430F149单片机,规划一种发控时序检测体系。该体系运用数字信号处理技能、计算机主动操控技能等,在焚烧触头和对接插头收集发控信号,并对信号的电压幅值、电流巨细、信号噪声、信号上升、下降沿宽度进行剖析,显现检测信号与规范值的误差并给出评价值;一同检测对接的牢靠性,对同一号管进行三次对接并剖析信号的差异,然后评价对接的牢靠性;详细记载每次的检测数据,每次检测时都与历史数据进行比照剖析,得出同一号管数据的改动规则及与其他一切管数据的一致性,然后确认发控体系的潜在毛病,给出修理辅导。该检测体系不只使检测数据精确、进程简化,还节省时刻,能有用进步火箭炮的作战效能。

  依据MSP430F149的最小体系规划

  MSP430F149单片机适合于许多较杂乱操控运用场合,选用该芯片来构建最小体系,彻底能满意体系正常作业的要求。本体系依据MSP430F149所规划的最小体系作为硬件的中心操控部分,体系除了包括单片机正常作业所有必要的电源电路和复位电路外,还包括多芯切换电路、键盘和液晶显现电路、通讯接口电路、数据存储电路和声响报警电路等。

  电源电路规划

  在单片机运用中有必要供给复位信号,以确保单片机能正确复位,然后进入正确的作业状况。此外,单片机也需求安稳的电压信号,因而有必要供给电源电路。电源电路及复位电路如图2所示。图中,输入的电压经TPS70633芯片转化成3.3V的电压,以满意单片机的作业电压要求。经过MAX809STR发生复位信号送给单片机。为了减小搅扰,每个芯片的电源端都加上一个0.1μF的电容进行滤波处理。

  

  图2 电源电路及复位电路图

  多芯主动切换电路规划

  在主动测验体系中,常常需求对多路数据进行收集,有时还需在不同的测验流程中获取不同通道的数据信号。曾经人们常经过添加A/D采样前端的模仿开关数目来处理,可是假如检测体系中含有高压电路的切换,模仿开关则不再适宜,继电器在这方面则具有显着的优势,其具有能够切换较大电流和电压的才干,一同还能够使驱动操控电路与被控触点电路彻底阻隔,运用安全系数高。

  在挑选继电器时,归纳考虑实践的技能要求、功用特性和环境适应性,参照继电器的功能参数、体积巨细、装置办法、负载特性等,本方案挑选了松下公司出产的TX2-5V继电器作为丈量电路切换的开关器材。该继电器具有呼应时刻快、耐压值高、体积小和功耗低一级长处,能够满意测验时的长时刻接连扫描和在高压下作业的要求。

  

  图3 多芯主动切换电路原理图

  32芯电缆的焚烧装置的端电压和回路电阻的丈量,是相对于火箭炮体系地,检测体系还需对模仿信号进行调整、模数转化、单片机处理数据,因而,多芯主动切换电路,既要完成恒压、恒流的主动切换,又要完成多路信号之间的切换。电路规划时每芯选用一个双路继电器完成切换,既能完成该芯电缆的恒压、恒流的加载,又能完成多路信号的丈量与切换。主动切换电路原理如图3所示,图中,在IN31之前省掉了 IN1~IN30,IN1~IN30的线路衔接与IN31的相同;J32的1引脚与J1的6引脚相衔接。

  数据收集电路规划

  A/D芯片接口电路规划

  ADS1241需求外部时钟才干作业,因而需求在XIN和XOUT管脚外接晶体,供给芯片作业时所需求的时钟。本体系选用的是频率为2.4576MHz的晶体,电容为20pF,电容的挑选是与晶体的频率有联系的。ADS1241经过SPI串口与单片机进行衔接,这儿运用的是4线办法,即SCLK、DIN、DOUT和CS管脚与单片机进行衔接。别的,ADS1241的DRDY管脚与单片机的一般 I/O管脚进行衔接,这样能够经过该管脚来判别是否准备好,因为该管脚输出低电平有用,因而需求将该管脚拉高。ADS1241接口电路如图4所示。

  在图4中,数字电源和模仿电源都选用3.3V电压供电,为了减小电源处的搅扰,因而需求加 0.1μF的%&&&&&%进行滤波处理。本体系中也将数字地和模仿地接在一同,但在某些详细的运用中或许需求将数字地和模仿地分隔。AS1241的外部参阅电源能够是差分办法,也能够对错差分办法,本体系中选用非差分办法,因而只需求将Vref+管脚接外部参阅电源,Vref-管脚接地就能够了。在本体系中,将 PWND管脚接高电平,使该芯片一向处于作业状况;低功耗场合下,能够将该管脚与单片机的一般I/O进行衔接,经过单片机来操控ADS1241的低功耗状况。

  

  图4 ADS1241接口电路图

  数据存储电路规划

  检测体系数据存储选用大容量的EEPROM CAT24WC256,它是一个256K位串行CMOS EEPROM,内部含有32768个字节,每字节为8位。CATALYST公司的先进CMOS技能减少了器材的功耗,CAT24WC256有一个64字节页写缓冲器,该器材经过I2C总线接口进行操作,如图5所示。

  

  图5 数据存储电路原理图

  丈量电路规划

  发控时序电压丈量电路规划

  输出电压VS分压后进行差分采样,采样后送给单片机进行AD采样,经过AD采样值与设定值进行比较完成过压正告和过压维护,一同AD采样值能够经过通讯接口上传计算机,进行该路输出电压显现,电压检测电路如图6所示。

  

  图6 电压丈量电路图

  发控时序电流丈量电路规划

  采样电流用平衡式电流互感器进行电流检测,输出电流信号转化成电压信号送给单片机进行AD采样,经过AD采样值与设定值进行比较完成过流正告和过流维护,电流检测电路如图7所示。电流信号发生两路模仿电压信号送给单片机进行采样,保证在电流全规模内的精度。

  

  图7 电流检测电路图

  焚烧负载阻值丈量电路规划

  火箭炮发动机焚烧负载电阻值一般很小,运用通用器材和办法丈量达不到要求的精度。双臂电桥测小电阻很精确,可是丈量运用大电流,线缆简单发热,影响检测成果,如要精确测定,则需调平衡,所以不能满意快速测验的要求。为了精确测定焚烧电阻,本体系选用带温控反应的恒流源以及高精度份额运放丈量焚烧负载电阻,并且仪器经过自检的办法扫除体系误差(包括体系线路阻值和接触点阻值等),焚烧回路电阻的丈量原理如图8所示。

  

  图8 焚烧负载阻值丈量原理图

  本体系中,依据测定电阻的规模和精度要求,挑选DH900型精细恒流三极管,运用电阻调理,测定规范恒流为20mA。

  恒流三极管有极好的恒流和调整特性,温度系数低、电流安稳度高,是一种精细的%&&&&&%恒流器材。国产的DH900体系为新式超精细恒流源器材,恒流规模扩展到1μA~20A,可并联运用、可远距离传输,负载可断开等。

  单片机操控电路规划

  键盘电路规划

  在单片机运用体系中,一般具有人机对话功用,能随时宣布各种操控指令和数据输入以及陈述运用体系的运转状况与运转成果。本体系人机交互的首要效果是挑选检测内容、检查检测成果、操控通讯和打印等,没有规划数据输入,并且检测进程是主动操控,所以只需求几个功用按键。体系选用独立式端口键,每个按键接入一个中止引脚,选用端口中止办法获取键值,如图9所示。

  

  图9 键盘电路图

  液晶显现电路规划

  液晶显现的原理是运用液晶的物理特性,经过电压对其显现区域进行操控,有电就有显现,这样即可显现出图形。液晶显现器按其显现办法分为点阵式、段式、字符式等。点阵液晶显现器具有体积小、重量轻、外形薄、耗能小、作业电压低、无辐射,特别是视域宽、显现信息量大等长处。

  液晶显现屏经过一个20脚的插座与主芯片相连,经过一个50K的可调电阻调理驱动电压的巨细操控液晶的亮度,经过两个三极管操控液晶的背光,如图10所示。P1.5操控液晶显现数据/显现指令数据,P1.6操控数据的读/写,P1.7操控使能信号,P2的8个引脚作为数据引脚,P3.0和P3.1作为液晶的片选信号,P4.1操控液晶的背光显现。

  

  图10 液晶显现电路图

  通讯接口电路规划

  通讯接口背负与外围的串行主机数据交换和支撑打印等使命。串行通讯只需较少的端口就能够完成单片机和PC机的互通,具有无与伦比的优势。MSP430 系列都有USART模块来完成串行通讯。在本规划中,MSP430F149的USART模块经过RS232串口与外围的串行主机通讯。体系选用专用电平转化芯片MAX3232来完成电平转化,如图11所示。MAX3232芯片是MAXIM公司出产的电平转化芯片,包括两路接收器和驱动器,功能牢靠。

  

  图11 通讯接口电路原理图

  声响蜂鸣报警电路规划

  声响报警运用蜂鸣器,经过I/O端口输出脉冲操控,改动脉冲的频率和效果时刻进行不同品种的提示或许报警。为了进步驱动才干,让蜂鸣器发生必定强度的声响,选用了对称的晶体管驱动,其电路如图12所示。

  

  图12 声响蜂鸣报警电路原理图

  

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