基于MSP430单片机的壁挂式空调风门运动控制系统设计

天津工业大学毕业论文基于MSP430单片机的壁挂式空调风门运动控制系统设计姓名胡健民学院电气工程与自动化学院专业电气工程及其自动化指导教师张海华职称工程师2013年6月1日摘要步进电机是机电数字控制系统中常用的执行元件，由于其精度高，体积小，控制方便灵活，因此在智能仪表和位置控制中得到了广泛的应用。本系统的主要工作是应用低功耗MSP430单片机控制步进电机的旋转方向和启停，以实现壁挂式空调风门出风风向的控制。通过分析步进电机的工作原理:电脉冲数决定电机的转动圈数；电脉冲的频率决定电机转动的速度。利用MSP430单片机的四个普通I/O口对步进电机的通电顺序及通电时间进行编程控制，以实现电机的转速和转向调整。本系统由硬件电路设计和软件编程两部分组成。此项设计看似简单，但有机的将步进电机和430单片机的相关知识结合了起来，同时将微机原理和电机学等课程从理论学习上升为实践，因此具有很强的现实意义。此项设计研究将应用于壁挂式空调风门运动的调整，合理地调整将方便于人们的生活，满足人们的各种需求。关键词：msp430单片机；步进电机；空调AbstractSteppermotorisamechanicalandelectricalactuators,iscommonlyusedindigitalcontrolsystembecauseofitshighprecision,smallvolume,convenientcontrolandflexible,sotheintelligentinstrumentsandhasbeenwidelyusedinpositioncontrol.ThemainworkofthissystemistheapplicationoflowpowerconsumptionMSP430singlechipmicrocomputertocontrolsteppingmotordirectionofrotationandrev.Stop,soastorealizethecontrolofwall-mountedair-conditionerairdooroutofthewinddirection.Byanalyzingtheworkingprincipleofsteppermotor,electricalimpulsestothemotorrotationlaps;Thefrequencyoftheelectricalmotorrotationalspeed.UsingMSP430singlechipmicrocomputeroffourcommonI/Oportfortheelectricityorderofsteppermotorandthepolarizationtimeprogrammingcontrol,inordertorealizethespeedofthemotorandsteeringadjustments.Thissystemconsistsoftwoparts,hardwarecircuitdesignandsoftwareprogramming.Thedesignlooksbelikesimple,butorganicwillstepmotorand430singlechipmicrocomputerisacombinationofrelevantknowledge,atthesametime,themicrocomputerprincipleandmotorlearningcoursefromtheoreticalstudytopractice,thushasastrongpracticalsignificance.Willapplytothedesignstudywall-mountedair-conditionerairdoormovementadjustment,reasonableadjustmentwillbeconvenienttothelifeofpeople,meetpeople'svariousneeds.Keywords:MSP430MicroChip；Steppermotor；air-conditioner目录第一章绪论.............................................................................................11.1课题研究的目的和意义...................................................................................11.2国内外发展状况...............................................................................................11.3本课题设计的主要任务...................................................................................2第二章步进电机及其工作原理的介绍................................................32.1步进电机概述...................................................................................................32.2步进电机的工作原理.......................................................................................42.3步进电机的基本参数及其指数标语...............................................................62.4步进电机的特点和特性...................................................................................82.5步进电机驱动系统介绍...................................................................................9第三章MSP430G2553芯片及其引脚功能介绍................................113.1单片机原理概述............................................................................................113.2MSP430G2553型单片机概述.......................................................................113.3Msp430G2553型单片机的各个功能模块....................................................133.4MSP430G2553微控制器的特点和特性.......................................................143.5MSP430G2553开发板硬件资源概述...........................................................15第四章系统硬件设计..........................................................................174.1系统总体框架图............................................................................................174.2键盘控制电路.................................................................................................184.3基于ULN2003步进电机的驱动电路设计..................................................20第五章软件设计..................................................................................245.1软件设计平台................................................................................................245.2程序分析.........................................................................................................255.3程序流程图.....................................................................................................305.4程序设计过程中出现的问题及其处理方法.................................................31第六章总结与展望..............................................................................33参考文献...................................................................................................34附录一英文原文....................................................................................35附录二中文翻译....................................................................................39附录三程序清单....................................................................................42谢辞.......................................................................................................46天津工业大学2013届本科生毕业论文1第一章绪论1.1课题研究的目的和意义现今社会，电动机在工业农业生产、人们的日常生活中起着十分重要的作用。步进电机是目前最常见的一种控制电机，因此在各个领域中得到广泛应用。步进电机作为执行元件，成为机电一体化的关键产品之一,大量应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术行业的发展，对步进电机的需求与日俱增，在各个国民经济领域都有广泛应用。步进电机是一种将电脉冲信号转化为角位移的执行机构。当步进电机驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按照设定的方向旋转一个固定的角度(称为“步距角”)，它的旋转按照固定的角度一步一步运行。我们可以通过控制脉冲个数来控制旋转角位移量，从而达到准确定位的目的；同时我们可以通过控制脉冲频率来控制步进电机转