汽轮机内蒸汽湿度测量控制系统研究

控制原理：当谐振腔由失谐状态变化到谐振状态时，输出功率骤降为零，输出失谐零信号，这时将得到一个从"1"到"0"的下降沿，使单片机的Timer_A停止计数，输出保持不变，直到湿度发生变化，谐振腔由谐振状态到失谐状态，产生"0"到"1"的上升沿，这时Timer_A开始计数。当计数到CCR0时，发送中断标志，启动D／A转换．如果得到新数据设置一个标志位通知主程序，再等待下个信号的到来。

3.2 器件选择

MSP430F157的工作电压为3.3 V，现有的开关电源无法提供，另外考虑到系统要求电源具有稳压功能和纹波小、硬件系统功耗低等特点，因此电源部分采用TI公司的。TPS76033或者LM1117。这两款器件都能很好地满足硬件系统要求，此外，都具有很小的封装。能够有效地节约PCB面积。

在单片机系统中，单片机需要复位电路，复位电路可以采用RC电路也可以采用复位器件。RC复位电路成本低，但可靠性不高；而复位器件则具有很高的可靠性。为了保证复位电路的可靠性，该系统采用复位器件MAX809STR实现复位电路。

温度测量电路由XTR101器件实现。XTR101是一款精密、低漂移的双线变送器，可以将微弱的电压信号放大并变换成4 mA～20 mA的电流信号后，远距离传送。它是由精密的1 mA电流源组成，XTR101的失调电压为30μV，温漂为0.75μV／℃，非线性度为0.01％。

频率测量电路：为了简化电路，提高集成度，系统频率测量部分采用CPLD实现。

4 软件设计

MSP430系列单片机的代码存储空间从1 kB至60 kB不等。当程序量大于8 kB时，使用汇编语言会使软件设计工作的效率大大降低。用C语言实现系统的应用软件开发，可以大大提高开发调试工作效率；同时，所产生的文档资料也容易理解，便于移植。适用于MSP430系列的C语言与标准C语言兼容性强。选用美国IAR公司提供的集成调试环境IAR Embedded Workbench和C语言C-SPY调试器作为开发平台。它是一种开发不同目标处理器应用程序的灵活方便的集成环境，提供了友好的用户界面和强大的调试环境，便于开发MSP430系列单片机的应用程序。MSP430系列单片机可以利用Workbench，直接下载至片内Flash内存脱机运行。调试过程中可以在上层软件中看到各寄存器的内容并在线修改，支持单步运行，可以在线观察定义的各个变量实时值。采用把所有相关文件放入一个项目中的组织方式，编译运行时软件会自动将文件按内在联系自动组合在一起，支持C语言编程。系统软件设计流程如图2所示。

系统主程序为：

5 结束语

与以往采用分离元件实现的控制系统相比，本文所介绍的MSP430F157单片机实现的湿度测量控制系统精度高、设计简单、连线少，避免了电磁干扰和由于线间相互靠近产生短路现象。软件设计采用IAR Embedded Workbench和C语言C-SPY调试器作为开发平台，功能强、操作使用简便。