基于MSP430的定时器自动老化试验台设计与实现

梁廷彪　彭瑞

摘要：该文设计一种基于MSP430的伺服电机控制系统，包括硬件和软件设计。该系统应用于定时器自动老化试验台的横向以及纵向的运动模块中，通过MSP430产生PWM输出以生成控制信号，能够实现带动摄像头在两台伺服电机同步的配合下，在垂直面上对定时器进行拍照取样。

关键词：MSP430；定时器；自动老化试验台；伺服电机

中图分类号：TP23 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）26-6214-03

Abstract： A servo motor control system based on MSP430 is introduced， which includes design of system hardware and software. The system is used in the lateral and vertical motion module of the automatic aging test bench. By generating PWM output to generate a control signal， the camera can be used to take pictures of sampling timer in the vertical plane in the coordination of two synchronous servo motors.

Key words： MSP430； Timer； Automatic aging test bench； Servo motor

老化试验台是在工业生产中广泛应用的电气设备，其目的主要用于检测产品质量，保证使用寿命，提高产品品质的稳定性[1]。目前常用的人工老化试验台通常是在连续加电的情况下，人工定时进行记录，存在工作效率低，产品的异常数据记录不及时，不利于对测试数据进行分析和统计，进而不能及时有效跟踪产品故障等问题。

本文介绍了一种基于MSP430单片机的定时器自动老化试验台的伺服控制系统，充分利用MSP430单片机的优势及可以用于工业环境的特点，利用16位定时器TimerA0，产生PWM输出以生成控制信号，能够实现带动摄像头在两台伺服电机同步的配合下，对定时器进行拍照取样[2]。

1 系统总体设计

本系统使用德州仪器（TI）公司的MCU-MSP430F149来发出两路PWM波来分别控制两套伺服电机按照要求进行运转，一套伺服电机1连接丝杠，另一套伺服电机2连接垂直滑块模组。丝杠在运转时会带动垂直滑动模组做水平运动，同时，垂直滑块模组在运转时会带动固定在其上的工业摄像头做上下垂直运动，最终摄像头在两台伺服电机的配合下可以在一个垂直面内运动，完成对121个定时器的拍照工作。摄像头从出发点（Start_P）开始运动，做S形轨迹依次对每个定时器拍照，并在每个定时器前停留固定间隔。

2 系统硬件设计

本系统采用MSP430F149单片机作为处理器，该型号处理器具有60kb闪存、2kbRAM、12位ADC、2个16位计数器等功能。

MSP430单片机是一款采用精简指令集（RISC）的16位单片机，能够在25MHz晶体的驱动下，实现40ns的指令周期，具有强大的中断功能。16位定时器中断可用于实现定时控制、延时、脉宽测量、信号及PWM播产生，适合应用于工业控制、数字化电机控制等领域，它的运行环境温度范围是-40～到+85℃，适合运行于恶劣的工业环境下[3，4]。

伺服电机属于电机控制系统，分为直流伺服电机和交流伺服电机。由于交流伺服电机具有无电刷、惯量小、同功率下较小的体积和重量以及启动转矩大等优点[5]，被广泛应用于自动化控制系统中。整体电路框图如图1示。

2.1 电源电路

本系统需要使用+5v和+3.3v的直流稳压电源。

采用WRA2405CKS-3W模块电源，输入额定电压为24v，输出电压为5v，专门针对于空间狭小、输出电压变化范围大及输入输出电压必须隔离的电源电路，具有短路保护、低压失控保护及输出可关断等特点，能更好的保证产品品质的稳定性，以保障终端产品的使用安全可靠性。

4 结束语

本文设计了一种基于MSP430的定时器自动老化试验台的系统，该系统具有硬件电路结构简单、软件程序简洁、稳定性高、执行效率高等特点。通过反复测试，该自动老化试验台可以快速检查出不良品，有效跟踪产品故障时间和状态，充分提高了生产效率和产品品质。

参考文献：

[1] 王宪伟.LCD模块老化试验台的研制[J].液晶与显示，2005（4）：350-354.

[2] 孟广灿，于连栋.基于MSP430的平行双关节坐标测量机电机控制系统设计[J].工具技术，2013（6）：51-53.

[3] 沈建华.MSP430超低功耗单片机原理与应用[M].2版.北京：清华大学出版社，2013.

[4] MSP 430x14x Family Users Guide[S]. Texas Instruments， 2003.

[5] 李建伟.基于单片机的伺服电机控制系统的研究[J].长春理工大学学报：自然科学版，2012（1）：116-118.

[6] 求是科技.单片机通信技术与工程实践[M].北京：人民邮电出版社，2005.