基于MSP430单片机的发控时序检测系统电路设计

　　基于MSP430F149单片机，设计一种发控时序检测系统。该系统运用数字信号处理技术、计算机自动控制技术等，在点火触头和对接插头采集发控信号，并对信号的电压幅值、电流大小、信号噪声、信号上升、下降沿宽度进行分析，显示检测信号与标准值的偏差并给出评估值；同时检测对接的可靠性，对同一号管进行三次对接并分析信号的差异，从而评估对接的可靠性；详细记录每次的检测数据，每次检测时都与历史数据进行对比分析，得出同一号管数据的变化规律及与其他所有管数据的一致性，从而确定发控系统的潜在故障，给出维修指导。该检测系统不仅使检测数据准确、过程简化，还节省时间，能有效提高火箭炮的作战效能。

　　基于MSP430F149的最小系统设计

　　MSP430F149单片机适合于许多较复杂控制应用场合，选用该芯片来构建最小系统，完全能满足系统正常工作的要求。本系统基于MSP430F149所设计的最小系统作为硬件的核心控制部分，系统除了包括单片机正常工作所必须的电源电路和复位电路外，还包括多芯切换电路、键盘和液晶显示电路、通信接口电路、数据存储电路和声音报警电路等。

　　电源电路设计

　　在单片机应用中必须提供复位信号，以保证单片机能正确复位，从而进入正确的工作状态。此外，单片机也需要稳定的电压信号，因此必须提供电源电路。电源电路及复位电路如图2所示。图中，输入的电压经TPS70633芯片转换成3.3V的电压，以满足单片机的工作电压要求。通过MAX809STR产生复位信号送给单片机。为了减小干扰，每个芯片的电源端都加上一个0.1μF的电容进行滤波处理。

　　图2 电源电路及复位电路图

　　多芯自动切换电路设计

　　在自动测试系统中，经常需要对多路数据进行采集，有时还需在不同的测试流程中获取不同通道的数据信号。以前人们常通过增加A/D采样前端的模拟开关数目来解决，但是如果检测系统中含有高压电路的切换，模拟开关则不再合适，继电器在这方面则具有明显的优势，其具有能够切换较大电流和电压的能力，同时还可以使驱动控制电路与被控触点电路完全隔离，使用安全系数高。

　　在选择继电器时，综合考虑实际的技术要求、功能特性和环境适应性，参照继电器的性能参数、体积大小、安装方式、负载特性等，本方案选择了松下公司生产的TX2-5V继电器作为测量电路切换的开关器件。该继电器具有响应时间快、耐压值高、体积小和功耗低等优点，可以满足测试时的长时间连续扫描和在高压下工作的要求。

　　图3 多芯自动切换电路原理图

　　32芯电缆的点火装置的端电压和回路电阻的测量，是相对于火箭炮系统地，检测系统还需对模拟信号进行调整、模数转换、单片机处理数据，因此，多芯自动切换电路，既要实现恒压、恒流的自动切换，又要实现多路信号之间的切换。电路设计时每芯采用一个双路继电器实现切换，既能实现该芯电缆的恒压、恒流的加载，又能实现多路信号的测量与切换。自动切换电路原理如图3所示，图中，在IN31之前省略了 IN1～IN30，IN1～IN30的线路连接与IN31的相同；J32的1引脚与J1的6引脚相连接。

　　数据采集电路设计

　　A/D芯片接口电路设计

　　ADS1241需要外部时钟才能工作，因此需要在XIN和XOUT管脚外接晶体，提供芯片工作时所需要的时钟。本系统采用的是频率为2.4576MHz的晶体，电容为20pF，电容的选择是与晶体的频率有关系的。ADS1241通过SPI串口与单片机进行连接，这里使用的是4线方式，即SCLK、DIN、DOUT和CS管脚与单片机进行连接。另外，ADS1241的DRDY管脚与单片机的一般 I/O管脚进行连接，这样可以通过该管脚来判断是否准备好，由于该管脚输出低电平有效，因此需要将该管脚拉高。ADS1241接口电路如图4所示。

　　在图4中，数字电源和模拟电源都采用3.3V电压供电，为了减小电源处的干扰，因此需要加 0.1μF的电容进行滤波处理。本系统中也将数字地和模拟地接在一起，但在某些具体的应用中可能需要将数字地和模拟地分开。AS1241的外部参考电源可以是差分方式，也可以是非差分方式，本系统中采用非差分方式，因此只需要将Vref+管脚接外部参考电源，Vref-管脚接地就可以了。在本系统中，将 PWND管脚接高电平，使该芯片一直处于工作状态；低功耗场合下，可以将该管脚与单片机的一般I/O进行连接，通过单片机来控制ADS1241的低功耗状态。

　　图4 ADS1241接口电路图

　　数据存储电路设计

检测系统数据存储选用大容量的EEPROM CAT24WC256，它是一个256K位串行CMOS EEPROM，内部含有32768个字节，每字节为8位。CATALYST公司的先进CMOS技术减少了器