基于单片机MSP430F147的自动寻边器下位机设计

A，utomatic search edge detector lower machine design based on SCM M SP430F147ZHU Xiao-juan(Shenyang Institute ofEngineering，Department ofAutomation，Shenyang 110136，Ch/na)Abstract：In order to adapt to the change of environment，it Designs an automatic search edge detector using single-chipmicrocomputer MSP430F147，and gives the Lower machine of the search edge detector，it gets the optimal reference voltageof border after many training，And compares with voltage signal gathered by search edge detector，，judges whether that havearrived in border.The search edge detector can accomplish the field workpiece inspection in electrical and mechanicalindustry under diferent environment。

Key words：automatic searchedgedetector；single-chipmicrocomputerMSP430F147；lowermachine；optimalreferencevoltage寻边器是机电行业现踌测工件常用的光学计量仪器。

长期以来 ，为保证光学投影仪或工业数控机床检测中的成像质量 、测量准确度等技术指标 ，国内外传统 自动寻边器生产厂家推出的投影仪其成像都是反像。为迎合部分顾客的特殊需求，各厂家相继推出其成像为正像的投影仪。该技术常利用寻边器装在主轴上，对孑L壁、矩形工件外形进行寻点坐标后～其坐标值记录下来，经手工计算 ，再输入到零点偏置。

在实际加工使用过程中，时有人为因素计算或误操作 ，导致工件零点不正确，造成不必要的废品或损失。随着 自动化技术的应用 ，国内外 出现了依靠先进 智能算法 寻找 目标 点的 自动寻边系统。

1 寻边器介绍如图 1所示 ，本系统所采用 寻边器件 为光敏 寻边 器 ，其相当于-个阻值随光暗度变化而改变的光敏电阻。

原寻边系统没有使用处理器，直接使用模拟电路 .将寻边器采集的电压信号比较放大，等电压变化到了-个预先设定好的参考电压值就给出信号，表示找着了交界处。原来的寻边系统工作 原理太过简单 .只能按 照预先设定 好的参 考电压值进行比较 ，这样就不能适应环境的变化 ，如光暗度、敏感度、材料综合度等，这样预先设定的参考电压值在不 同的环境下使用就未必准确。

图 1 光敏寻边器Fig.1 Photosensitive edge seeker本设计为处理寻边器信号的自动寻边系统。为了适应环境的变化 ，本系统使用 了神经 网络来 调整不 同环 境下输入 变量的权 系数 ，如 光暗度 、敏 感度 、材料 综合 度等 的权系数 .经过多次训练后得出交界区的最优参考电压。得出参考电压后 ，与寻边器采集的电压信号相比较 .判断得出是否已经到达交界处 。

为了避免以上人为因素，达到 自动计算最优交界区闸值 ，快速准确找到零点为目的，本设计采用了 MSP430F147[11单片机为核心的控制系统 .并采用了-些 自动算法 ，加入了神经网络算法，并外接了LCD数显系统来显示 自动计算出的坐标，以及在 PC上设计与下位机通信的读入输出神经网络信号的软件。在此给出此寻边器的下位机设计。

收 稿 日期 ：2012--11-21 稿件编 号 ：201211193作者简介：朱嘘(1977-)，女，陕西安康人，硕士，讲师。研究方向：控制理论与控制工程，火电厂过程控制。

- . 143-《电子设计工程2013年第7期2 系统总体设计方案结合所需功能.系统总体设计方案如图2所示。

il - -jl传感器件l图2 系统总体框图Fig.2 Total block diagram of the system本 系统 由几 个拈 组成 ：单 片机 、键盘 、显示 、模 拟 电压比较 、USART通讯 、JTAG仿真 、CLOCK时钟 、电源。

单 片机上 ，本 系统采用 TI公 司最新推 出的 16位超低功耗处理器 MSP430F147 ：模 拟 电压 比较拈 .本 系统采用 了数 控电位器 X9318，用于确定参考电压，传感器传来的电压与之 比较后 ，判断是否到达交界 区：USART模 块 。本 系统采 用 了 ICL232，实 现与上位 PC机的 RS-232通讯 ；JTAG仿真 ，本系统采用利 尔达公 司的 l4插针仿真器 ；CLOCK时钟 ，本系统采用 的是 8M无源晶振 ；电源，本系统使用5 V外接电源。

图 3 下位机 总框 图Fig.3 Total block diagram of the subordinate machine3 单片机 MSP430F147本 设计 采用 1rI公 司最新 推 出的 16位超低 功耗 处理 器MSP430F147。该微处理器通过 16位 RISC系统 16位 CPU集成寄存器和常量发生器来获得最大代码效率。MSP430的 16位定时器是应用 于工业控制如纹波计数器 、数字化电机控制 、电表和手持式仪表等的理想配置。它的硬件乘法器大大加强了其功能并 提供 了软硬件相兼 容的范围，提高 了数据处理 的能力。MSP430Flxx系列具有 FLASH存储器 ，不 同型号单片机- 44-的存储器容量和外围拈各不相同 .使 用者 可以根据需要具体选择 。适应工业级应用环境- MSP430引的运行环境 温度 范围为40～85。C，所设计的产 品适合运行于工业环境下 。

DVccP6.3/A3P6.4/A4P6.5/A5P6.6/A6P6.7/A7VREFXINXOUTVeREFVREF-/VeREFP1.0/TACLKP1.1/TA0P1.2/TA1P1.3/TA2P1.4/SMCLK三量星 蓍置 巴重星星 《 0 z0 ∞ ∞ 0 0 Ⅲ 害差 I参重兽吾富曼 薯吝毫 善ee景囊]1o 譬 s器甓 墨 景 8[]2 47[]3 46[]4 45[]5 44[]6 43[]7 42[]8 41[]9 40[]10 39[311 38F]12 37[313 36E]14 35[]15 34[316 。 。 。。 。 3[吕图 4 MSP430F147芯片引脚图Fig.4 Pin Picture of the Chip MSP430本系统 的单片机接 口如图 5所示。

量f蚕fP5.4/MCLKP5.3/JcLK1P5.2/s。MI1P5.1/siM01P5.o/sTE1P4.7/TBCLKP4.6/1B6P4.5/TBSP4.4/ZB4P4.3/TB3P4.2/TB2P4.1/TB1P4.0/TB0P3.7/UPS 1P3.6/UTXD1P3.5/JRXD0兰I兰巳l三巨l墨l墨I兰l兰l兰l三I兰l兰I至l墨l三l0 ∞ ∽ c-i ∽ H Z p- z 《 《 《 0 口 自 0 p J - > 》 Z 0 j rJ rJ 0 0 0 < . . . 1 0 ∞ ∽ ㈨ l∽ 0 c、 。

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