基于MSP430x09x MCU的電動剃須刀系統設計

4.2 外部存儲部分

圖4:外擴EEPROM存儲模塊

　　上圖為EEPROM模塊和由分立元件構成的BOOST 升壓電路，工作原理在此不再贅述。在開機階段，MSP430L092 需與EEPROM通過SPI 通信將程序載入到RAM中，期間由P1.2 腳控制升壓電路工作，輸出供EEPROM工作的3V電壓，該部分代碼無需用戶編寫，已固化在IDE中。

　　4.3 充電電路控制模塊

圖5:充電控制電路

　　上圖為系統充電控制模塊。系統外部上電，系統進入充電模式，MCU得電運行，CHARGE_IN處低電平，MCU進入充電模式，通過AD采樣電池電壓，判斷充飽后切換充電電路進入涓流充電模式，防止電池過充。同時檢測電池電壓，待電池低于1.45V時再次切換進入充電模式。MSP430x09x系列特有的模擬功能池的ADC模塊支持RAMP和SAR兩種AD采樣模式，其中RAMP 模式下還可將AD模塊設定在不同的誤差補償模式下，以提高采樣精度。

　　4.4 按鍵自鎖部分

圖6:系統自鎖電路

　　上圖為系統按鍵自鎖電路。按下按鍵，MCU得電運行，判斷進入工作模式，開機自鎖，按鍵松開系統仍能正常運行；再次按鍵，切換工作模式；再按鍵，系統解除自鎖，關機。另外，MCU通過A-Pool定期檢測電池電壓，在電池電壓低于1V時，切斷工作電路，防止欠壓工作時對電池造成永久損傷，影響電池壽命。MCU還通過配置A-Pool檢測系統溫度，超過正常工作范圍，則切斷電路。

　　4.5 電路驅動部分

圖7:直流電機驅動電路

　　系統的直流電機模塊如圖7 所示，作為單電池系統，為了保證系統在電池較低電壓下也能正常工作，系統選擇工作電壓0.9V的直流電機以及MOSFET,使整個系統更加節能，運行更持久。由于一些低壓的MOSFET額定電流較小，單個無法滿足直流電機性能的要求，故將有時需將兩個MOSFET并聯，增大工作電流的同時，減少了在MOSFET上的壓降。本設計中MOSFET分別選用了ROHM公司的RYU002N05（2個并聯）和VISHAY 公司的Si2342DS（單個） ,都能夠使系統正常工作。

　　5 系統軟件設計

　　本系統軟件部分主要需實現主程序主循環，初始化，外部存儲通信，電池充電控制，按鍵處理，LED指示，直流電機驅動控制，電壓采樣，溫度采樣，睡眠喚醒功能等。系統通過兩種方式得電啟動工作：系統充電與按鍵開機。得電后L092從EEPROM中載入程序，開始正常運行，判斷工作模式。系統充電時，系統工作是定期檢測電池充電電壓，根據電池特性，待檢測到電池充滿電后，進入涓流充電模式，防止電池過充，對電池造成損傷，待電池電壓低于1.45V時，再次進入充電模式。正常使用時，按鍵開機則進入正常工作模式，系統自鎖，保證放開按鍵正常工作，系統輸出PWM控制電機運行，并通過按鍵改變切換工作模式，繼續按鍵，解除自鎖，系統關機。另外，系統正常工作時，通過ADC模塊定時檢測電池電壓，低于一定電壓后禁止系統繼續工作，防止欠壓時工作給充電電池帶來的永久性損傷。同時MCU需記錄前后電池電壓值。因為電機堵轉時，電池電壓會有較大跳變，結合記錄電池電壓值，通過這個特征來判斷電機是否堵轉，堵轉則立即關閉系統。ADC采樣電池電壓后，再配置A-Pool進行系統溫度采樣，判斷工作溫度是否在正常范圍內，不正常則立即關閉系統。整個系統通過輸入口以及各中斷處理程序設置系統工作狀態值，在程序大循環中根據不同狀態值，開啟相應功能模塊。