基于MSP430F149的点光源跟踪系统设计

　　1 系统方案论证

　　1.1 系统各模块方案的选择与论证

　　(1)电机驱动模块。采用L298驱动芯片组成驱动电路，可以通过控制中心输出的高低电平对电动机的方向进行控制，并且可以通过PWM波直接控制电动机的速度。电路较为简 ～单，容易实现，驱动能力和抗干扰能力强，性价比高。

　　(2)LED灯电流调节与光源检测模块。发射端通过直流稳压电源来点亮白光LED，通过调节白光LED两端的电压来调节电流从而调节亮度，接收端采用多个光敏电阻，通过光敏电阻阻值的变化来判断光源的位置。

　　(3)LED电流检测模块。在LED的下端串联一0.1Ω的电阻，电阻的另一端接地，采用OPA335精密放大器对0.1 Ω电阻的压降进行放大，再通过AD采样处理，从而测量计算出流过LED的电流。

　　1.2 系统组成

　　本系统采用两片TI公司的MSP430F149单片机分别作为发送部分和接受部分的控制核心，完成信号发送和接收、电流检测、控制电机、键盘输入及液晶显示等功能。MSP430F149单片机内部资源丰富，集成了A/D模块，无需扩展引脚，电路设计和制作简单，功耗低。

　　外围电路模块包括：电机驱动模块、LED控制模块、电流检测模块、光信号的发射与接收模块和液晶显示模块。

　　2 理论分析与硬件电路设计

　　2.1 LED控制和电流检测电路

　　LED通过调节LED两端的电压，来改变电流，从而实现亮度的调节，可将LED控制电路采用分压的方式，将LED与一个1OΩ的电阻串联来对LED分压，通过调节串联电路电压来调节电流，控制LED的亮度。经过计算：

　　即10Ω 电阻的功率最大值将近1.6W。故10Ω 电阻采用3W的功率电阻。

　　电压调整采用LM317，其输出电压范围为：

　　即可调范围为4.0 V到8.4V，换算成电流为：

　　即电流范围可达80～440 mA，可满足在150-350 mA的范围内调节要求。

　　电流检测模块通过测量电路中已知电阻两端电压来换算出电流，由于用来测量电压的电阻阻值要尽量小，故选择0.1Ω 的功率电阻，并联的放大器等效电阻可忽略不记，经过计算，0.1 Ω 电阻两端的压降在0.008 V～0.042 V之间，电压值非常小，需要经过一级电压放大电路。由于单片机的AD采样内部参考电压最大值为3.3 V，因此放大后电压值3.3V以内。

　　电压放大采用TI公司的轨到轨运算放大器0PA335，该运放具有良好的电压放大性能，单电源供电，放大直流信号没有衰减，连接为同相比例放大。0PA335的输出接单片机的模拟信号输入端P6.0，进行AD采样。电路如图2所示。