Cómo grabar un programa C con TI 2812
Introducción
La fuente de alimentación conmutada de CC de alta potencia consta de PFC y un convertidor CC-CC. Para mejorar la confiabilidad y lograr un monitoreo remoto o fuera de línea, se configura un sistema de monitoreo y gestión en el módulo de fuente de alimentación conmutada. El sistema monitorea la falla de energía, configura y ajusta automáticamente el voltaje y la corriente de la salida de energía y realiza monitoreo y administración remotos con una estación de monitoreo central remota a través de una interfaz de comunicación en serie. Esta función es especialmente importante en el sistema de suministro de energía de la estación base del sistema de comunicación. Este artículo presenta el diseño e implementación de un sistema de gestión y monitoreo de energía basado en el microcontrolador MSP430.
Estructura del sistema y diseño del circuito de hardware de 1
La estructura de diseño general del sistema se muestra en la Figura 1. El chip central utilizado en este sistema es el microcontrolador MSP430 de 16 bits lanzado por TI. MSP430 tiene las ventajas de una alta integración, ricos periféricos y un consumo de energía ultrabajo. Un solo chip integra conversión A/D multicanal de 12 bits, comparador de precisión en chip, múltiples temporizadores con función PWM, USART en chip, temporizador de vigilancia, oscilador controlado digitalmente (DCO) en chip y una gran cantidad de E/S Puertos y memoria en chip de gran capacidad. Al utilizar la programación en serie en línea, el microcontrolador puede satisfacer la mayoría de las necesidades de las aplicaciones. La alta integración de MSP430 permite a los usuarios diseñar fácilmente un verdadero sistema de un solo chip sin gastar demasiada energía en interfaces, E/S externas y memoria, y se ha utilizado ampliamente en muchos campos. A continuación se presentan las funciones que el sistema puede implementar y el diseño del sistema de control electrónico basado en MSP430F149.
1.1 Funciones del sistema:
A. Después de encenderlo, el microcontrolador comienza a funcionar, presiona el botón de encendido, la luz indicadora se enciende, conecta la red eléctrica de 220 V al PFC, la fuente de alimentación conmutada comienza a funcionar y luego se conecta a la carga.
B. Configuración y ajuste de tensión. El valor del voltaje de salida de la fuente de alimentación conmutada es recopilado por el puerto A/D del microcontrolador y mostrado en la pantalla LCD. El valor del voltaje de salida se ajusta mediante el potenciómetro digital controlado por el microcontrolador para lograr un ajuste automático. O use las teclas izquierda y derecha del teclado para seleccionar la página de ajuste de voltaje, y use las teclas arriba y abajo para ajustar manualmente. El ajuste remoto también se puede lograr a través de la interfaz de comunicación.
C.Normativa vigente. Cuando se utilizan varias fuentes de alimentación conmutadas en paralelo, se requiere que el voltaje de carga de cada fuente de alimentación sea igual. El puerto A/D del microcontrolador recoge el valor de corriente de carga convertido en un valor de voltaje, obtiene el valor actual de cada estación a través del puerto de comunicación, toma el valor de corriente promedio y controla el potenciómetro digital para ajustar el voltaje de salida para que el la corriente de carga de salida alcanza el valor promedio; o mediante las teclas izquierda y derecha del teclado Seleccione la página de ajuste actual y use las teclas arriba y abajo para ajustar manualmente.
D.Alarma de fallo. Cuando el microcontrolador detecta varias fallas de entrada y salida a través del fotoacoplador, el altavoz emitirá un pitido, la luz de alarma correspondiente parpadeará y el tipo de falla y el método de procesamiento se mostrarán en la pantalla LCD.
E. El puerto A/D del microcontrolador recopila y mide el voltaje de la red, el voltaje de salida y la corriente de salida, y emite una alarma cuando se excede el límite.
F. Comunicación. Incluyendo la comunicación entre la computadora de un solo chip y cada fuente de alimentación conmutada y la comunicación entre la computadora de un solo chip y la estación central de monitoreo.
1.2 Circuito de ajuste de voltaje
El circuito de ajuste de voltaje consta de un microcontrolador, un potenciómetro digital X9313 y un chip de referencia de derivación ajustable TL431. El esquema del circuito se muestra en la Figura 2. Xicor9313 es un potenciómetro no volátil de estado sólido que se puede utilizar como potenciómetro de ajuste CNC. TL431 es una referencia de derivación ajustable de tres terminales producida por TI Company. Tiene buena estabilidad térmica. Su voltaje de salida se puede configurar en cualquier valor entre VREF (2,5 V) y 36 V utilizando dos resistencias. Durante el funcionamiento, un control IO INC del microcontrolador cuenta los pines de entrada y proporciona impulsos de conteo que se activan con el flanco descendente. Otro IO controla el terminal de entrada de refuerzo U/D. Cuando U/D está en un nivel alto, el contador interno de X9313 realiza un conteo incremental y el voltaje de salida del terminal VW aumenta. Dado que VW está conectado a tierra, el voltaje del terminal de VH disminuye, mientras que el voltaje del terminal de salida REF del TL431 es constante en 2,5 V, aumentando así el voltaje de salida de Vcc. Asimismo, cuando U/D es bajo, el voltaje de salida en Vcc disminuye, logrando así la regulación de voltaje de salida.
1.3 Adquisición de datos analógicos
MSP430F149 tiene un módulo de conversión ADC de 12 bits de alta precisión incorporado con función de muestreo y retención, que proporciona una variedad de fuentes de reloj de muestreo y retención.
MSP430 tiene 8 canales de entrada externos para elegir y la velocidad máxima de muestreo puede alcanzar los 200 KHZ. También tiene un sensor de temperatura incorporado que mide la temperatura en el chip. Si la temperatura medida es mayor o menor que la temperatura preestablecida, puede mostrar información de alarma a través de componentes externos y tiene 6 voltajes de referencia internos programables. El módulo de conversión proporciona comodidad para algunas ocasiones que requieren adquisición analógica. El voltaje de referencia que elegimos es 0 ~ 2,5 V, por lo que la resolución AD del MSP430F149 es aproximadamente 2,5/4096 = 0,61 V. Dado que el voltaje analógico de entrada es alto y no se puede conectar directamente al puerto de muestreo ADC del microcontrolador, se utiliza un reóstato deslizante en serie para reducir el voltaje, lo que resuelve con éxito el problema anterior.
1.4 Diseño del diálogo hombre-ordenador
La interfaz hombre-máquina del sistema consta de una pantalla LCD, luces indicadoras y teclado. Se eligió el módulo LCD YM12864 basado en T6963C. El teclado está conectado en una matriz de 3×3 y el sistema adopta una interfaz gráfica de usuario, que es fácil de operar y tiene una pantalla práctica y hermosa. Cuando está en funcionamiento, la pantalla LCD puede mostrar el voltaje de red recopilado, el voltaje de salida, la corriente de salida y diversa información de alarma en tiempo real. Al operar el teclado correspondiente, se puede cambiar la página de visualización y el voltaje de salida y la corriente de salida se pueden controlar y ajustar de forma automática, manual o remota. Cuando se genera un mensaje de alarma, la luz indicadora correspondiente parpadeará para advertir y, al mismo tiempo, el altavoz conectado al microcontrolador emitirá un timbre de alarma para recordarle al operador que debe tomar las medidas adecuadas.
2 Diseño de software del sistema
430 admite programación en lenguaje ensamblador y lenguaje C al mismo tiempo, por lo que puede usar ambos lenguajes y lenguaje ensamblador en un archivo de proyecto para facilitar la búsqueda durante depuración La conexión entre la lógica y las instrucciones y la ubicación correcta de la dirección. La programación en lenguaje C reduce en gran medida la carga de trabajo. El programa compilado es muy legible y fácil de modificar y mantener. La herramienta de desarrollo utiliza IAR Embedded Workbench de IARSystems, que integra múltiples funciones como edición, compilación, vinculación, descarga y depuración en línea. Es fácil de usar y tiene capacidades eficientes de compilación en lenguaje C.
Teniendo en cuenta la eficiencia y la capacidad de mantenimiento del desarrollo de software, el diseño del software del sistema sigue la idea de programación modular y divide las funciones del sistema en varios módulos funcionales relativamente independientes. Incluyen: módulo de pantalla de cristal líquido, módulo de conversión AD, módulo de respuesta de monitoreo de botones, módulo de respuesta de monitoreo de alarma, módulo de ajuste de voltaje y corriente, módulo de procesamiento de datos y módulo de comunicación. Cada módulo debe probarse de forma independiente y finalmente combinarse. El flujo de software de todo el sistema se muestra en la Figura 3.
El módulo de monitoreo de botones es una parte importante, controla el inicio de la conversión AD, el cambio de páginas de visualización y el inicio y cambio del ajuste automático de voltaje y corriente, ajuste manual y ajuste remoto. El módulo de monitoreo de alarmas juega un papel importante en la protección de la fuente de alimentación conmutada. Supervisa la fuente de alimentación conmutada en tiempo real para detectar fallos. Cuando el voltaje de entrada es sobrevoltaje, el voltaje de entrada es bajo o falla el PFC, se debe cortar la fuente de alimentación principal. El convertidor CC-CC debe apagarse cuando el voltaje de salida es sobrevoltaje, el voltaje de salida es subvoltaje, el módulo se sobrecalienta y falla la protección IPM.
Al integrar varios módulos, preste atención a los conflictos entre interrupciones. En el nivel de prioridad de interrupción de MSP430, la interrupción de conversión de muestreo ADC12 tiene una prioridad más alta que la interrupción TIMERA. Por lo tanto, al responder a la interrupción TIMERA, se ejecutará la interrupción de conversión de muestreo ADC12 o la respuesta a la interrupción TIMERA se retrasará, por lo tanto. afectando la alarma ejecutada en la interrupción TIMERA. El programa de respuesta de monitoreo no puede realizar la detección en tiempo real de fallas en la fuente de alimentación conmutada. En este sistema, los botones se utilizan para controlar el inicio y la parada de la interrupción de conversión de muestreo ADC12 para resolver conflictos de interrupción.
3 Conclusión
Basado en el diseño y la implementación del sistema de gestión y monitoreo de energía MSP430F149, se discutió el diseño del sistema del MSP430 y se propusieron y resolvieron los problemas en el diseño. La innovación del autor: aprovechando la estructura simple del sistema MSP430, pocos circuitos periféricos y alta eficiencia, se diseña e implementa un sistema de administración y monitoreo del suministro de energía. El sistema es simple e intuitivo, fácil de usar y tiene indicaciones en caracteres chinos en todo el sistema. proceso, tiene fuertes capacidades de monitoreo, operación estable y es confiable, lo que reduce en gran medida los costos, logra beneficios económicos considerables y satisface las necesidades reales.
2. Documentos en lenguaje C:
Los sistemas integrados han bloqueado a innumerables académicos con umbrales altos y dificultades para comenzar.
Sin embargo, como curso de introducción a los sistemas integrados, cómo aprender correctamente los microcontroladores determinará si podemos aprender bien los sistemas integrados.
Como todos sabemos, para aprender sistemas integrados, primero debes jugar con ptotel y luego hacer MCU. Protel es simplemente un software puramente inglés para PCB. Antes de aprender ptotel, debes tener cierta base en circuitos y habilidad en inglés. Creo que la mayoría de los estudiantes tienen conocimientos básicos de circuitos, pero el inglés es un dolor de cabeza para muchas personas. Esto es un duro golpe para los estudiantes con una base deficiente en inglés. Además, si no tienes una gran perseverancia, no creo que puedas aprender. La perseverancia es la capacidad y cualidad necesaria para aprender cualquier cosa, y es la determinación de no darse por vencido ante los contratiempos.
Ya sea que estés aprendiendo sobre protel o microcontrolador, primero debes encontrar a alguien que pueda guiarte. ¿Qué es la tutoría? Un guía no significa que te enseñará paso a paso, sino alguien que puede indicarte un camino en un momento crítico.
Creo que aprender métodos integrados es lo más importante. Antes de aprender protel y microcontrolador, debemos hacer todo lo posible para comprender cómo aprenderlos. Por ejemplo, muchos estudiantes de ciencias aprenden desde la perspectiva de la comprensión pura. Dibuje una línea y un componente y pregunte por qué se dibuja así. Genere una tabla de red y pregunte el origen de la tabla de red. De hecho, mientras sepas usar muchas cosas, será en vano no importa cuántas cosas teóricas no uses.
Entonces, si no entiendes nada sobre cómo estudiar protel, pregúntale a tu instructor. Hay muchas cosas que están muertas y no se pueden cambiar por ti ni siquiera medio día y noche. Esto no es lo mismo que el diseño de software. El diseño de software puede encontrar otro método mejor si piensa detenidamente.
Microcomputadora de un solo chip, tengo que admitir que no existe un buen libro sobre microcomputadoras de un solo chip en China. Cuando estudiaba microcontroladores, leí siete libros sobre microcontroladores y la mayoría de ellos no fueron satisfactorios. Permítanme decir con valentía que los chinos realmente carecen del principio de "primero el lector" cuando escriben libros. Siento que muchos de los libros sobre microcontroladores que he leído están escritos desde su perspectiva y pocos desde la perspectiva del lector. Las anotaciones de los capítulos del libro son extremadamente confusas y muchos lugares importantes no están explicados. Para decirlo amablemente, el autor parece pensar que el lector es tan bueno como él. Los mismos libros y los mismos puntos de conocimiento escritos por extranjeros son dos o tres veces más gruesos que los escritos por la misma gente en China. ¿Por qué? Esto se debe a que los libros escritos por extranjeros están dirigidos a lectores. Hay notas, explicaciones y resúmenes. Por eso quiero expresar un punto de que mis compatriotas pueden tirarme huevos, es decir, no importa lo que estudie, daré prioridad a los libros traducidos del extranjero o a los libros en inglés puro. Conseguir un buen libro tiene un gran impacto en nosotros. Puedo resumir esta parte en una frase: los libros chinos son adecuados para la enseñanza, mientras que los libros extranjeros son adecuados no sólo para la enseñanza sino también para el autoaprendizaje.
Los libros chinos sobre MCU a menudo presentan primero la estructura interna de la MCU, las interrupciones, los temporizadores y luego el puerto de E/S. Desde el principio, primero aprenderemos la estructura interna del microcontrolador, la estructura interna y los principios de las interrupciones y temporizadores, y luego nos daremos un ejemplo de cómo operar la placa experimental cuando estamos en un lío. Si aprenden por sí mismos, no creo que muchos estudiantes puedan aprenderlo. ¿Por qué la estructura interna del microcontrolador debe ser tan minuciosa como la anatomía para poder practicarlo? Incluso si disecciona completamente el microcontrolador, no utilizará la placa experimental que tiene en la mano. Siento que si no aprende el lenguaje ensamblador y el lenguaje C directamente antes de aprender el microcontrolador, no conocerá la estructura interna y el principio de funcionamiento del microcontrolador incluso después de aprenderlo. Después de aprender a ensamblar, tendrá muchas más posibilidades de aprender a usar microcontroladores, así que no se preocupe, algunas cosas no se pueden apresurar.
Así que creo que el aprendizaje de los microcontroladores se debe hacer en la práctica y luego se debe comprender su estructura y principios. Si realmente no comprendes su estructura y principios, está bien, ¡siempre que sepas cómo usarlo! (Aquellos que nunca han estudiado ensamblaje solo pueden decir esto)
Podemos comenzar a aprender desde el puerto de E/S, ver algunos ejemplos, grabar algunos programas y luego ver el fenómeno y luego intentar comprenderlo. la estructura interna del microcontrolador que se utilizará. Finalmente, basándonos en la comprensión de este fenómeno, podemos programar un programa y fenómeno que queramos. De esta manera, el aprendizaje no será aburrido y tendrás una sensación de logro. Creo que parte de la razón es que algunas personas pueden disfrutar aprendiendo, mientras que muchas simplemente suspiran.
Las diferentes placas experimentales tienen diferentes diagramas de PCB, por lo que las operaciones de E/S también son diferentes. Sin embargo, el principio de funcionamiento es el mismo. Algunos estudiantes pueden quejarse de que el tablero experimental del tutorial es diferente del tablero experimental que tienen en sus propias manos. No hay necesidad de preocuparse. La E/S es un paso importante en la depuración.
Por ejemplo, ¿qué pasará si se cambia una declaración y por qué sucede? Todas estas son cosas que deben dominarse durante la depuración.
El método de aprendizaje por interrupción es similar. En primer lugar, si encuentras algo extraño en la práctica, debes consultar el registro correspondiente. Después de darse cuenta de la realidad que desea, podrá analizar lentamente los registros del microcontrolador. El aprendizaje será más significativo y más fácil de recordar. No hay nada complicado en las interrupciones. Simplemente aprenda algunas funciones de interrupción, prioridades y cosas por el estilo. Los estudiantes con cierta base en el lenguaje C pueden comunicarse con el operador de prioridad del lenguaje C en el campo de prioridad. Creo que no es un problema definir una o dos funciones de interrupción basadas en lenguaje C.
El contenido del microcontrolador que he aprendido se encuentra entre los ejemplos de mi documento. No hay muchos ejemplos, pero estos son los puntos de conocimiento que resaltan directamente el microcontrolador. A medida que avance mi estudio, escribiré ejemplos de mis logros.
¡Espero que esto te ayude y te deseo éxito!