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MSP430F5529 3D打印機解決方案

文章來(lái)源：更新時(shí)間：2015/11/20 11:47:00

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TI的MSP430系列超低功耗微控制器由幾款器件組成，具有不同的外設集，面向各種應用。優(yōu)化的架構和多種低功耗模式為便攜式測量應用延長(cháng)了電池壽命。該器件具有功能強大的16位RISC CPU、16位寄存器和恒定發(fā)生器，有助于實(shí)現更高的代碼效率。數控振蕩器（DCO）能夠在3.5µs內從低功耗模式喚醒并進(jìn)入活動(dòng)模式。
MSP430F5529、MSP430F5527、MSP430F5525和MSP430F5521微控制器集成了支持USB2.0的USB和PHY、4個(gè)16位定時(shí)器、1個(gè)高性能12位模數轉換器（ADC）、2個(gè)通用串行通信接口（USCI）、硬件乘法器、DMA、具有報警功能的實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊和63個(gè)I/O引腳。MSP430F5528、MSP430F5526、MSP430F5524和MSP430F5522包含所有這些外設，但I/O引腳為47個(gè)。
MSP430F5519、MSP430F5517和MSP430F5515微控制器集成了支持USB 2.0的USB和PHY、4個(gè)16位定時(shí)器、2個(gè)通用串行通信接口（USCI）、硬件乘法器、DMA、具有報警功能的實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊和63個(gè)I/O引腳。MSP430F5514和MSP430FF5513包含所有這些外設，但I/O引腳為47個(gè)。
典型應用包括模擬和數字傳感器系統、數據記錄器和其他需要連至各種USB主機的應用。

MSP430F5529主要特性
低電源電壓范圍：3.6V~1.8V
超低功耗
活動(dòng)模式（AM）：所有系統時(shí)鐘均運行，290µA/MHz@8MHz、3.0V、閃存程序執行（典型值），150µA/MHz@8MHz、3.0V、RAM程序執行（典型值）
待機模式（LPM3）：帶有晶體的實(shí)時(shí)時(shí)鐘、看門(mén)狗和電源監控器在運行，全RAM保持，快速喚醒：1.9µA@2.2V，2.1µA@3.0V（典型值）；低功耗振蕩器（VLO）、通用計數器、看門(mén)狗和電源監控器在運行，全RAM保持，快速喚醒：1.4µA@3.0V（典型值）
關(guān)機模式（LPM4）：全RAM保持，電源監控器在運行，快速喚醒：1.1µA@3.0V（典型值）
關(guān)斷模式（LPM4.5）：0.18µA@3.0V（典型值）
能夠在3.5µs（典型值）內從待機模式喚醒
16位RISC架構，擴展內存，高達25MHz的系統時(shí)鐘
靈活的電源管理系統
具有可編程調節內核電源電壓、全面集成的LDO
電源電壓監視、監測和掉電
統一的時(shí)鐘系統
用于實(shí)現頻率穩定的FLL控制環(huán)路
低功耗低頻內部時(shí)鐘源（VLO）
低頻校準內部參考源（REFO）
高達32MHz的高頻晶體（XT2）
16位定時(shí)器TA0，帶有5個(gè)捕捉/比較寄存器的Timer_A
16位定時(shí)器TA1，帶有3個(gè)捕捉/比較寄存器的Timer_A
16位定時(shí)器TA2，帶有3個(gè)捕捉/比較寄存器的Timer_A
16位定時(shí)器TB0，帶有7個(gè)捕捉/比較影子寄存器的Timer_B
2個(gè)通用串行通信接口
USCI_A0和USCI_A1支持：增強型UART支持自動(dòng)波特率檢測、IrDA編碼器與解碼器、同步SPI
USCI_B0和USCI_B1支持：I²C^TM、同步SPI
全速通用串行總線(xiàn)（USB）
集成式USB-PHY
集成式3.3V和1.8V USB電源系統
集成式USB-PLL
8個(gè)輸入和8個(gè)輸出端點(diǎn)
12位模數（A/D）轉換器（僅限于MSP430F552x），具有內部參考、采樣保持和自動(dòng)掃描特性
比較器
支持32位運算的硬件乘法器
串行板載編程，無(wú)需外部編程電壓
3通道內部DMA
具有實(shí)時(shí)時(shí)鐘特性的基礎定時(shí)器

圖1 MSP430F5529框圖

3D打印機參考設計
此設計是用于控制基于單個(gè)擠出機的3軸3D打印機的完整系統。該系統由MSP430F5529 LaunchPad進(jìn)行管理，并利用DRV8846實(shí)現精度步進(jìn)電機控制。CSD18534Q5A用作溫床加熱器、擠出機加熱器和冷卻風(fēng)扇的低側開(kāi)關(guān)。DRV5033霍爾傳感器充當非接觸式限位開(kāi)關(guān)。

3D打印機參考設計特性
包含MCU、步進(jìn)驅動(dòng)器、加熱器輸出、傳感器輸入和SD卡槽的完整3D打印機控制器
使用DRV8846自適應衰減實(shí)現精確的步進(jìn)電機電流調節
霍爾傳感器限位開(kāi)關(guān)不受污染物影響且永不磨損
來(lái)自CSD18534Q5A的高電流加熱器輸出，導通阻抗低至7.8mΩ
由單個(gè)2V電源供電
系統已經(jīng)過(guò)全面測試和實(shí)踐檢驗

主要的TI器件
DRV5033
DRV8846
CSD18534Q5A
MSP430F5529
UA78M33

圖2 3D打印機參考設計外形圖

3D打印機控制器（12V）參考設計
3D打印機控制器（12V）參考設計是一個(gè)用于控制基于單個(gè)擠出機的3軸3D打印機的完整系統。該控制器由12V電源供電，面向步進(jìn)電機驅動(dòng)器、溫床加熱器、擠出機加熱器和風(fēng)扇驅動(dòng)器。為了給微控制器和傳感器供電，電源電壓可調低至3.3V。
該設計利用MSP430F5529 LaunchPad（主板）和3D打印機專(zhuān)用BoosterPack（子板）來(lái)提供系統解決方案。MSP430F5529微控制器用于控制步進(jìn)電機驅動(dòng)器和電源開(kāi)關(guān)。該微控制器可以接受來(lái)自于USB連接或板載micro-SD卡的命令。4個(gè)DRV8846用于驅動(dòng)軸和擠出機步進(jìn)電機。3個(gè)CSD18534Q5A用作溫床、熱端和風(fēng)扇的電源開(kāi)關(guān)。UA78M33CDCY為微控制器和傳感器將輸入電源電壓調低至3.3V�？刂破骺梢越邮軄�(lái)自于6個(gè)限位開(kāi)關(guān)和3個(gè)熱敏電阻的信號。該參考設計將DRV5033用作非接觸限位開(kāi)關(guān)，以便檢測安裝在各個(gè)軸上的磁體。