基于MSP430單片機的風動力尋跡小車設計

朱文明　李輝

摘 要：該實驗設計制作的是基于MSP430F149單片機的智能循跡小車。該設計由紅外尋跡傳感器、MSP430單片機和6612電機驅動電路等組成。該控制技術目前已被用于智能停車場盤、無人倉庫運貨和服務型機器人等領域。

關鍵詞：智能循跡；MSP430F149單片機；紅外尋跡傳感器

中圖分類號：TP242.6 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）04-0036-02

Design of Wind Power Tracking Trolley Based on MSP430 MCU

ZHU Wenming LI hui

（Department of Electrical Engineering， Shaoyang University，Shaoyang Hunan 422000）

Abstract： The experimental design of intelligent tracking car based on MSP430F149 MCU. The design is composed of an infrared trace sensor， a single chip microcomputer MSP430 and a 6612 motor drive circuit. The control technology has been used in the field of intelligent parking lot， unmanned warehouse delivery， service robot and so on.

Keywords： intelligent tracking；MSP430F149 MCU；photoelectric sensor

智能汽車技術主要包含以下三重功能，即智能感知提前報警系統(tǒng)、車輛動力系統(tǒng)和全自動操作系統(tǒng)。上一層技術是下一層技術的基礎。

1 方案設計與選擇

1.1 方案一：采用STC51系列的單片機為MCU

STC89C51系列單片機的價格實惠，使用范圍較廣。若使用較貴的單片機，盡管性能較好，但達不到該方案的設計要求，且使該設計成本增加。但是，價格便宜的STC89C51單片機功能有限，且使用端口較少，自身沒有可調用的系統(tǒng)，數據處理較慢。這些缺點使TC89C51在該設計中不能被采用[1]。

1.2 方案二：采用MSP430系列的單片機為MCU

MSP430的I/O口的特點：①該單片機是一種16位超低功耗的混合信號處理器，具有低功耗且速度快、匯編語言用起來很靈活、尋址方式很多、指令很少、容易上手等優(yōu)勢；②該單片機片上有非易失存儲器、RAM和16位的外設JTAG調試邏輯，用戶在使用時，能夠實現在線調試；③該單片機的數據能以2Byte和1Byte的方式尋址，使得尋址空間到達1MB；④MSP430具有典型的4種時鐘，分別是LFXT1CLK、XT2CLK、DCOCLK和VLOCLK[2]。

通過分析，本文選擇MSP430單片機作為該設計的數據處理器MCU。

2 硬件電路的設計

2.1 系統(tǒng)硬件設計框圖

該設計的系統(tǒng)硬件是由MSP430單片機的最小系統(tǒng)、紅外循跡傳感器模塊、電機驅動TB6612FNG模塊、12V供電電源、12V轉5V可調穩(wěn)壓電路和電機以及自主設計的亞克力板車體構成。

該設計的整體硬件電路分為以下4部分：①黑白線檢測紅外循跡傳感器模塊的靈敏度和工作條件；②供電電路的12V轉5V可調穩(wěn)壓電路的可靠性和穩(wěn)定性；③控制及驅動TB6612FNG模塊的抗過流和最大電壓大小的測試。

MSP430單片機的MCU主控制單元是小車的核心部分，該部分需要完成的任務有：信號獲取、信號處理、信號反饋啟動與停止的小車、控制電機轉速等。系統(tǒng)硬件設計框圖見圖1。

2.2 MSP430單片機介紹

MSP430FR5739控制器框圖如圖2所示，其使用的是鐵電存儲器的微處理器。鐵電存儲器可以提高MSP430的運行速度和降低其功耗，相對于Flash更加強大，且延長了該單片機的使用壽命。

在MSP430上采用了運行速度較高的8MHz的CPU處理器、16KB的FRAM和1KB的SRAM等。

3 軟件設計

該設計的軟件部分，采用了MSP430中斷系統(tǒng)。MSP430中斷分為3種：系統(tǒng)復位、非屏蔽中斷和可屏蔽中斷。需要注意的是，在使用系統(tǒng)復位時，該中斷需要指向最高地址OXFFFE。而非屏蔽中斷和可屏蔽中斷時，通過SR寄存器的GIE來區(qū)分，屏蔽中斷不受GIE的控制，具有獨立的中斷使能；可屏蔽中斷除了受本身的中斷使能控制，還接受GIE控制。

軟件設計的主程序部分為：

int main（void）

{

u8 t=0，report=1；

u8 key；

float pitch，roll，yaw；

short aacx，aacy，aacz；

short gyrox，gyroy，gyroz；

short temp；

Stm32_Clock_Init（9）；

uart_init（72，500000）；

delay_init（72）；

usmart_dev.init（72）；

LED_Init（）；

KEY_Init（）；

LCD_Init（）；

MPU_Init（）；

POINT_COLOR=RED；

LCD_ShowString（30，50，200，16，16，"WarShip STM32"）；

LCD_ShowString（30，70，200，16，16，"MPU6050 TEST"）；

LCD_ShowString（30，90，200，16，16，"ATOM@ALIENTEK"）；

LCD_ShowString（30，110，200，16，16，"2015/1/17"）；

}

圖3為本次設計的整體程序流程圖，程序對系統(tǒng)的運行狀態(tài)具有較大作用，所以一個可靠的編程是十分重要的。

4 結論

智能設備在現代社會的應用越來越廣泛，而作為智能機器人中的一員，智能循跡小車設計與制作，主要是推廣智能設備的應用和提高人們對智能設備的興趣，使智能設備能應用到航空航天中。所以，本次設計根據目前國內外形勢，采用MSP430單片機設計一款智能循跡小車，該控制技術目前正在嘗試運用于無人駕駛機動車、無人生產工場、存儲房和服務型機器人等多個范疇。

參考文獻：

[1]尹杰，楊宗帥，聶海，等.基于紅外反射式智能循跡遙控小車系統(tǒng)設計[J].電子設計工程，2013（23）：178-180.

[2]洪利，章楊.MSP430單片機原理與應用實例詳解[M].北京：北京航空航天出版社，2010.