1、其次，独特的时钟系统设计。在 MSP430 系列中有两个不同的时钟系统：基本时钟系统、锁频环（FLL 和FLL+）时钟系统和DCO数字振荡器时钟系统。可以只使用一个晶体振荡器（32768Hz），也可以使用两个晶体振荡器。由系统时钟系统产生 CPU 和各功能所需的时钟。并且这些时钟可以在指令的控制下，打开和关闭，从而实现对总体功耗的控制。由于系统运行时开启的功能模块不同，即采用不同的工作模式，芯片的功耗有着显著的不同。在系统中共有一种活动模式（AM）和五种低功耗模式（LPM0LPM4）。在实时时钟模式下，可达2.5A ，在RAM 保持模式下，最低可达0.1A 。 片内资源丰富MSP430 系列单
2、片机的各系列都集成了较丰富的片内外设。它们分别是看门狗（WDT）、模拟比较器A、定时器A0（Timer_A0）、定时器A1（Timer_A1）、定时器B0（Timer_B0）、UART、SPI、I2C、硬件乘法器、液晶驱动器、10位/12位ADC、16位- ADC、DMA、I/O端口、基本定时器（Basic Timer）、实时时钟（RTC）和USB控制器等若干外围模块的不同组合。其中，看门狗可以使程序失控时迅速复位；模拟比较器进行模拟电压的比较，配合定时器，可设计出 A/D 转换器；16 位定时器（Timer_A 和 Timer_B）具有捕获/比较功能，大量的捕获/比较寄存器，可用于事件计数、
3、时序发生、 PWM 等；有的器件更具有可实现异步、同步及多址访问串行通信接口可方便的实现多机通信等应用；具有较多的 I/O 端口，P0、P1、P2 端口能够接收外部上升沿或下降沿的中断输入；10/12位硬件 A/D 转换器有较高的转换速率，最高可达200kbps ，能够满足大多数数据采集应用；能直接驱动液晶多达 160 段；实现两路的 12 位 D/A 转换；硬件I2C串行总线接口实现存储器串行扩展；以及为了增加数据传输速度，而采用的DMA模块。MSP430 系列单片机的这些片内外设为系统的单片解决方案提供了极大的方便。另外，MSP430 系列单片机的中断源较多，并且可以任意嵌套，使用时灵活方
4、便。当系统处于省电的低功耗状态时，中断唤醒只需5s。 方便高效的开发环境MSP430 系列有 OTP 型、 FLASH 型和 ROM 型三种类型的器件，这些器件的开发手段不同。对于 OTP 型和 ROM 型的器件是使用仿真器开发成功之后烧写或掩膜芯片；对于 FLASH 型则有十分方便的开发调试环境，因为器件片内有 JTAG 调试接口，还有可电擦写的 FLASH 存储器，因此采用先下载程序到 FLASH 内，再在器件内通过软件控制程序的运行，由 JTAG 接口读取片内信息供设计者调试使用的方法进行开发。这种方式只需要一台 PC 机和一个 JTAG 调试器，而不需要仿真器和编程器。开发语言有汇编语
5、言和 C 语言。三、磁悬浮控制系统结构框图磁悬浮控制系统结构框图四、系统功能实现分析交流磁悬浮控制器要求实现对线圈悬浮高度的闭环控制。交流磁悬浮控制器由MSP430F5438A单片机电路、数码管显示和键盘电路、交流调压电路和串口AD转换电路（ADS1118）等几部分组成。MSP430F5438A控制部分采用TI公司的MSP430F5438A为主控芯片；数码管显示和键盘由MSP430F5438A直接控制和检测；交流调压电路由MSP430F5438A控制实现调压；线圈悬浮通过带动滑动变阻器产生模拟信号，经过串口AD转换电路变换后送入MSP430F5438A，实现对线圈高度的闭环控制。交流磁悬浮控制
6、器系统接线图如下：交流磁悬浮控制器系统接线图被控制线圈部分实物图交流调压电路原理图交流调压电路用于对线圈的控制，实现对线圈的电压控制，从而改变线圈高度。五、程序功能说明SW1和SW2为启动与停止按键，分别用于交流磁悬浮控制器启动和停止的控制；SW3为设定高度增加按键；SW4为设定高度减小按键。具体要求实现如下功能：1、按键要求： 设定功能 按上升“”键或下降“”键可以设定交流磁悬浮的线圈高度，设定范围为00.0毫米至30.0毫米，设定值在右边四个数码管的后面三个显示，单位毫米； 起停功能 按“起动”功能键可实现交流磁悬浮控制器的起动功能，按“停止”功能键可实现交流磁悬浮控制器的停止功能，在开机
7、时控制器要处于停止状态，交流磁悬浮的线圈高度显示“00.0”。启动前后均可设定交流磁悬浮线圈高度。2、人机交互要求：要求前面板数码管显示清晰，稳定，无阴影，频率最高位消隐；根据功能要求显示不同的数值。按键去抖，避免按键错误判断。显示按键部分原理图如下：数码管显示部分原理图按键部分原理图六、程序清单（附）/* P4.3（TB0.3）-IN1（Pulse capture）* P7.3（TA1.2）-OUT1（Pulse Output）*/#includemsp430x54xA.hBoardConfigure.hClock.hads1118.hsmg.hvoid CaptureAndPulseOup
8、ut_GPIO_Init（）;void PID_Init（void）;unsigned int PID_Work（）;extern unsigned char Start_Stop;/ PID Parameter setting initfloat PID_Set;float CurrentValue ;float MinValue; float MaxValue;float PID_Measure;struct PID float Ki; float Kp; float Kd; float E2; float E1; float E; float OutPut; float ValueSet
9、; Control;volatile unsigned int Sample_Voltage = 0;int ADC_Result;extern unsigned int Height_Setting_Value;unsigned int Height_Sampling_Vlaue = 0 ;unsigned int Offset_Angle = 0; / Middle timer/ Height_Setting_Value = （3.3V/45）*Setting_Voltage_Value, /45 : 是滑动变阻器的的长度（mm）/ Height_Setting_Value unit :
10、mm; Setting_Voltage_Value unit:mV/unsigned int Setting_Voltage_Value = 0;void main（） WDTCTL = WDTPW+WDTHOLD; / Stop watchdog timer Init_Clock（）; / Clock Configure,MCLK=SMCLK=20MHZ IndependentKey_GPIO_Init（）; Smg_GPIO_Init（）; ADS1118_GPIO_Init（）; / ADS1118 ADS1118_SPI_Init（）; PID_Init（）; / Capture In
11、it CaptureAndPulseOuput_GPIO_Init（）; TBCCTL3 = CM_3 + SCS + CCIS_1 + CAP + CCIE; / Capture both edges,CCIxB TBCTL = TBSSEL_2 + MC_2 + TBCLR ; / SMCLK_20M,contmode,clear TAR, _bis_SR_register（GIE）; while（1） while（Start_Stop = 0） Independent_Key_Scan（）; LED_Display（）; / Offset_Angle = 7000; _bic_SR_re
12、gister（GIE）; / ADS1118 +-4.096V Range, AIN1,860SPS ADS1118_ADS_Config（0xC3E3）; ADC_Result = ADS1118_ADS_Read（）; / Read data from ch1,the last time result Sample_Voltage = （unsigned int）（long）（ADC_Result）*4096/32768）;/ unit : mv / PID Process, Height_Sampling_Vlaue=Sample_Voltage/10; / Height_Samplin
13、g_Vlaue= Height_Sampling_Vlaue+10; PID_Set = 3300.0*Height_Setting_Value/45; PID_Measure = Sample_Voltage ; /Offset_Angle = PID_Work（）; Offset_Angle = 32000 - PID_Work（）; if（Offset_Angle = 32000） Offset_Angle = 32000 ; void CaptureAndPulseOuput_GPIO_Init（） P4SEL |= BIT3; / P4.3 Select capture P4DIR
14、&=BIT3; P7DIR |= BIT3; / P7.3 select output LOW Default P7OUT &/ TimerB Interrupt Vector （TBIV） handler#pragma vector=TIMER0_B1_VECTOR_interrupt void TIMER0_B1_ISR（void） switch（_even_in_range（TBIV,14） case 0: break; / No interrupt case 2: case 4: / reserved case 6: _no_operation（）; / 触发角度从1.8到179.2，
15、旁边为电网误差偏移量 / 对应延时时间Offset_Angle:600045000 TA1CCR0 = Offset_Angle; TA1CTL = TASSEL_2 + MC_1 + TACLR + TAIE; / smCLK=5M, upmode, clear TAR case 8: case 10: case 12: case 14: LED1_ON; / overflow default:/ Timer_A3 Interrupt Vector （TAIV） handler#pragma vector=TIMER1_A1_VECTOR_interrupt void TIMER1_A1_I
16、SR（void） unsigned char i = 0; switch（_even_in_range（TA1IV,14） / CCR1 not used / CCR2 not used for（i=0;i5;i+） P7OUT =BIT3; Delay_us（50）; / overflow TA1CTL &=TAIE;void PID_Init（void） MinValue=0; / Offset_Angle = 6000 , AC output voltage up to max MaxValue=32000; / Offset_Angle = 40000 , AC output volt
17、age up to min Control.Kp=2; Control.Ki=0.1; Control.Kd=0; PID_Set=0; Control.OutPut=32000;unsigned int PID_Work（） float Up,Ui,Ud; float Ax,Bx,Cx,Tx=0.05; / TX:sampling frequency Control.ValueSet = PID_Set; /普通增量式PID CurrentValue = PID_Measure; Control.E = Control.ValueSet-CurrentValue; Ax=Control.Kp
18、*（1+Tx/Control.Ki+Control.Kd/Tx）; Bx=Control.Kp*（1+2*Control.Kd/Tx）; Cx=Control.Kp*（Control.Kd/Tx）; Up =Ax*Control.E; Ui = Bx*Control.E1; Ud = Cx*Control.E2; Control.E2 = Control.E1; Control.E1 = Control.E; Control.OutPut +=（Up-Ui+Ud）; if（Control.OutPutMaxValue） Control.OutPut=MaxValue; return （unsi
19、gned int）Control.OutPut;/DCP-202 from left to right ,corresponding first to eighth LED/first to last LED corresponding to Bit selection:/P3.0,P3.5,P3.4,P11.0,P11.1,P11.2,P1.6,P1.7;/ DCP-202（P1）-DCP-200（JC）/ KEY1-P2.4-Start/ KEY2-P2.5-Stop/ KEY3-P2.6-Increase/ KEY4-P2.7-Decreaseunsigned char Start_St
20、op = 0;unsigned int Height_Setting_Value = 0; / unit : mmextern unsigned int Height_Sampling_Vlaue ;const unsigned char Dis_Data16 = 0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8, 0x80,0x90,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8E; / Common Anode segment codevoid Independent_Key_Scan（void） unsigned char KeyValue = 0
21、; if（P2IN&0xf0）!= 0xf0） LED_Display（）; / Delay10ms if（P2IN&（BIT4 + BIT5 + BIT6 + BIT7）!= （BIT4 + BIT5 + BIT6 + BIT7） if（P2IN&BIT4）!=BIT4） / Start KeyValue = 1; BIT5）!=BIT5） / Stop KeyValue = 2;BIT6）!=BIT6） / Increase KeyValue = 3;BIT7）!=BIT7） / Decrease KeyValue = 4; while（P2IN&= （BIT4 + BIT5 + BIT6
22、 + BIT7） LED_Display（）; if（KeyValue = 1） Start_Stop = 1; if（KeyValue = 2） Start_Stop = 0; / height setting,unit mm,LSB Height is 1mm if（KeyValue = 3） if（Height_Setting_Value = 30） Height_Setting_Value = 30; else Height_Setting_Value += 2; if（KeyValue = 4） if（Height_Setting_Value = 0） Height_Setting_
23、Value = 0; Height_Setting_Value -= 2;void IndependentKey_GPIO_Init（void） P2DIR &=（BIT4 + BIT5 + BIT6 + BIT7）; / Select P2.4-7 as Inputvoid Smg_GPIO_Init（） P8DIR |= 0xff; / Segment code,ah-p8.0p8.7,select output,LOW Valid LED_Segment |= 0xff; P3DIR |= BIT0+BIT5+BIT4; / Bits Code,select output,Low level on transistor P11DIR |= BIT0+BIT1+BIT2; P1DIR |= BIT6+BIT7; P3OUT |= BIT0+BIT5+BIT4; P11OUT |= BIT0+BIT1+BIT2; P1OUT |= BIT6+BIT7;/ DCP-202 前面四个数码管显示转速，后面为调制信号频率void LED_Displa
