MSP430驱动的微量计量泵智能控制系统设计与实现

本文主要探讨了基于MSP430系列超低功耗单片机的微量计量泵闭环控制系统的设计。在当前工业生产对精确度和自动化要求日益提升的背景下，国产计量泵在精度、显示和可靠性方面存在不足，无法满足现代化工艺的需求。为此，作者将MSP430单片机作为核心控制技术，创新地应用在了计量泵的控制系统中。 首先，作者深入分析了微量计量泵控制系统各部分的数学模型，通过理论研究构建了一个完整的系统模型。在此基础上，设计了一种模糊控制器，其目的是实现流量的智能控制。通过Matlab/Simulink软件进行了仿真验证，研究了在步进电机不同励磁方式下的模糊控制器性能，确保了其在实际应用中的精确性和稳定性。 接着，硬件层面的设计包含了关键组件如MSP430作为主控芯片，步进电机作为执行器，以及增量式光电编码器作为反馈元件。系统还包括电源电路、按键控制电路、液晶显示器(LCD)、步进电机驱动电路、转速采集电路和报警电路。利用IAR Embedded Workbench开发平台，作者编写了与硬件兼容的软件程序，实现了对步进电机的直接操控、转速显示、光电编码器数据采集和实时报警等功能。 最后，论文的重点落在了上位机控制设计上。作者采用VB6.0开发了上位机控制界面，用户可以直观地查看工作模式和流量数据。系统通过RS232标准串口实现了下位机（MSP430单片机）与上位机之间的通信。上位机通过COM组件运用模糊PID算法进行流量控制，进一步提升了系统的精度和控制效率。 这项研究不仅改进了传统计量泵的控制性能，还引入了智能化和自动化元素，对于推动机电一体化领域的发展，尤其是在精确流量控制方面，具有重要的实践价值和理论意义。作为应用基础研究的一部分，这项工作为未来的计量泵控制系统提供了新的设计思路和技术支撑。