基于MSP430 单片机的电源监控管理系统
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2010-05-25
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基于 MSP430 单片机的电源监控管理系统
引言
大功率直流开关电源由 PFC 和 DC-DC 变换器组成，为了提高可靠性，并能够对其进行脱
机或远程监控管理，在开关电源模块内设置监控管理系统。该系统对电源故障类进行监控
对电源输出的电压电流进行自动设定和调节，通过串行通信接口，与远程中心监控站进行
远程监控和管理，这一功能在通信系统基站供电系统中尤为重要。本文提出了一种基于
MSP430 单片机的电源监控管理系统的设计和实现。
1 系统结构和硬件电路设计
系统的整体设计结构如图 1 所示。本系统采用的核心芯片为 TI 公司推出 16 位系列单片机
MSP430。MSP430 具有集成度高，外围设备丰富，超低功耗等优点。单片集成了多通道
12bit 的 A/D 转换、片内精密比较器、多个具有 PWM 功能的定时器、片内 USART、看门
狗定时器、片内数控振荡器（DCO）、大量的 I/O 端口以及大容量的片内存储器，采用串
行在线编程方法，单片可以满足绝大多数的应用需要。 MSP430 的这种高集成度使应用人
员不必在接口、外接 I/O 及存储器上花太多的精力，而可以方便的设计真正意义上的单片
系 统 ， 在 许 多 领 域 得 到 了 广 泛 的 应 用 。 下 面 介 绍 该 系 统 可 以 实 现 的 功 能 和 基 于
MSP430F149 的电控系统的设计。
1.1 系统功能：
a．开机控制。上电后，单片机开始工作，按下电源键，点亮指示灯后，将电网 220V 接入
PFC，开关电源启动工作，然后接于负载。
b．电压设定和调节。用单片机 A/D 口采集开关电源的输出电压值，并显示于液晶屏上，
通过单片机控制数字电位计调节输出电压值，实现自动调节；或者通过键盘的左右键选出
电压调节页面，用上下键进行手动调节；也可以通过通信接口实现远程调节。
c．电流调节。多台开关电源并联使用时，要求各台电源的负载电压相等。单片机 A/D 口
采集转换成电压值的负载电流值，通过通信口得到各台电流值，取电流平均值，控制数字
电位计调节输出电压，使输出负载电流达到平均值；或者通过键盘的左右键选出电流调节
页面，用上下键进行手动调节。
d．故障报警。单片机通过光电耦合器检测到各项输入输出故障时，扬声器产生蜂鸣，相
应的报警灯闪烁，并在液晶屏上显示故障类型及处理方法。
e．监测。单片机 A/D 口对电网电压，输出电压，输出电流进行采集测量，当出现超限时
进行报警。
f．通信。包括单片机与各台开关电源间的通信和单片机与中心监控站的通信。
1.2 电压调节电路
电压调节电路由单片机、数字电位计 X9313 和可调分流基准芯片 TL431 组成，其电路原理
图如图 2 所示。Xicor9313 是固态非易失性电位器，可用作数字控制的微调电位器。TL431
是 TI 生产的一个有良好的热稳定性能的三端可调分流基准源，它的输出电压用两个电阻就
可以任意地设置到从 VREF（2.5V）到 36V 范围内的任何值。工作时，单片机的一个 IO
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