基于MSP430单片机的冷媒中心控制系统的研制

文章摘要：主要组成部件有：MSP430F149单片机、复杂可编程逻辑器件（CPLD）、压力传感器及其调理电路、串行接口的液晶显示器和冷媒分析仪、键盘、微型打印机、开关量输入输出控制、并口E2PROM等组成。 （1） MSP430F149单片机 MSP430F149是全自动汽车冷媒加注系统的控制中心，完成传感器数据结果处理，开关量信号的检测，键盘的识别，USART0和USART1两个串口通信的管理,与CPLD器件的通信与控制。德州仪器（TI）公司的MSP430F149单片机是FLASH类型单片机，内置60KB+256字节FLASH，

基于MSP430单片机的冷媒中心控制系统的研制,标签：单片机开发,单片机原理,单片机教程,http://www.88dzw.com
主要组成部件有：MSP430F149单片机、复杂可编程逻辑器件（CPLD）、压力传感器及其调理电路、串行接口的液晶显示器和冷媒分析仪、键盘、微型打印机、开关量输入输出控制、并口E2PROM等组成。

（1） MSP430F149单片机
MSP430F149是全自动汽车冷媒加注系统的控制中心，完成传感器数据结果处理，开关量信号的检测，键盘的识别，USART0和USART1两个串口通信的管理,与CPLD器件的通信与控制。德州仪器（TI）公司的MSP430F149单片机是FLASH类型单片机，内置60KB+256字节FLASH，2KB RAM。冷媒加注系统采用液晶显示界面，程序中含有大量的界面和菜单、动画数据，MSP430F149中60KB的FLASH ROM满足系统程序对存储空间的需求；2KB的内部RAM保证了数据采集、处理、显示等临时数据和大量的系统全局变量需求；丰富的I/O资源实现了键盘的扩充和开关量信号的输入检测，以及CPLD器件的通信和控制。

（2） CPLD器件扩展
单片机通过CPLD器件外接了存储器X28C512，8路固态继电器和微型打印机。其中X28C512为64K并口E2PROM，用来保存车辆加注信息数据库。8路固态继电器发出驱动输出信号，控制各个执行机构。CPLD器件选用ALTERA公司的EPF10K10A，解决了3V工作的单片机和5V工作器件的接口问题；EPF10K10A的端口驱动能力满足了固态继电器对驱动电流的要求；实现了单片机口线的扩展，精简了电路；EPF10K10A内部含有6144 Bits RAM，可实现加注信息数据库的数据加密。

（3） 压力传感器及其调理电路
冷媒加注系统采用应变式压力传感器实现电子秤功能。传感器检测平台上冷媒罐及其内部冷媒的重量，据此控制冷媒加注过程的进行，由下式表示：
Q ＝ (q1＋q0) － (q2+q0)
式中：Q 已加注冷媒量，q0 冷媒罐重量，q1 加注前冷媒重量，q2 当前冷媒重量。

传感器输出毫伏级应变信号，经过放大、调零、滤波等调理后，送至模数转换芯片ICL7135进行A/D转换，输出的数字信号送单片机，完成压力信号的检测。单片机根据处理结果的值域范围，进行查表，实现分段线性化，将传感器信号同冷媒重量对应。冷媒加注系统实现的电子秤量程为0～50千克，精度为10克。

（4） 串口通信
MSP430F149单片机有USART0和USART1两个串行通信口，冷媒加注系统外接了三个串口通信设备，串行接口的智能型LCD、冷媒分析仪和上位计算机。其中冷媒分析仪和上位机复用USART1通信口。RS232接口芯片选用了3V-5V兼容的MAX3232。

（5） 键盘和开关量检测
利用MSP430F149的P1、P2口实现。P1 、P2口具有中断功能，能够实时的捕捉触发事件。

4 软件系统设计

全自动汽车冷媒加注控制系统软件包括监控程序、中断程序以及数据处理程序等。监控程序的主要作用是及时的响应用户的服务请求，有效地管理设备自身的软硬件及人机一体化联系设备，并在系统出故障时，提供相应的处理信息。主要有：系统初始化管理、键盘管理、显示管理、通信管理、仪器各个功能模块的管理、中断管理等。本系统用到的中断源有：串行口中断、外部中断、软件定时器中断。

冷媒加注控制系统实现的功能主要有：自动加注、手动加注、电子秤计量、加注信息数据库管理、系统设置，如图4所示。

（1）自动加注模式下冷媒加注系统自动地完成冷媒加注全过程；（2）手动加注模式下操作员可有选择的完成冷媒识别、回收、抽真空、加冷冻油、加注冷媒中的一项或多项操作；（3）电子秤功能可以检测称重平台上物体的质量；（4）数据管理功能实现对车辆加注信息数据库的维护，包括数据查询、数据浏览、记录的增加、修改和删除，另外，冷媒加注系统还提供了数据库更新功能，利用控制系统同上位机通信实现，在单片机控制下写入存储芯片X28C512；（5）系统设置功能包括设备信息设定、用户信息设定、冷媒信息设定、运行参数设定等。

冷媒加注系统人机接口控制中，软件实现了各个液晶显示函数模块和输入法程序，能够进行数字、英文和汉字的输入，这些基本模块在人机接口操作中被调用。

5 结论

本文研制的冷媒加注控制系统实现了汽车冷媒加注的全自动控制，提高了汽车制冷系统维护效率和维修质量，控制系统完成各项功能并达到各项精度指标，性能稳定，可靠性高，设备操作简单方便。

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