脹管機是針對冷凝器、冷油器、加熱器、換熱器中各類管材與管板脹接需要而設計開發的一種專用設備。其控制器的基本原理是用驅動電機(又稱驅動馬達、脹管機頭)的工作電流來標定所加載的負荷，即驅動電機在一定的工作電流值下，提供相當數量的扭矩，而與之相當數量的扭矩可以通過旋轉脹管器產生一定的膨脹量(脹力)，它是可以被測量的。因此，通過精確測量并控制驅動馬達的工作電流值，就可獲得并控制所需要的膨脹量(脹力)。
目前，市場上大多數的脹管機采用51單片機，但其缺點比較突出。如內部無存儲器，必需外接Flash或EPROM存儲設置信息，這就導致電路比較復雜，不利于擴展，且工作電壓范圍較窄，抗干擾能力較差。而采用MSP430F149單片機的脹管機可以有效克服這些缺點。

1 工作原理
圖l為系統的整體框圖。通過框圖來分析脹管機的工作過程：上電后，手動開關按下，這時手動檢測電路會檢測到開啟信號，并通過光電隔離(隔置強電流)送入單片機；此時交流電通過電流互感器把交流加在負載上，并通過整流濾波電路把交流變成直流，經過延時電路延遲一段時間以便避開電機的啟動電流，再經過放大處理，把電流信號輸入單片機進行A／D轉換并處理；同時繼電器控制主開關M-SW打開，電機啟動，面板上顯示設置的電流值和電機轉動的電流實時值：當實際電流以檢測電流為基準發生變化時，單片機通過繼電器控制換向開關D-SW換向進行脹管或退脹操作。同時，指示燈可以顯示脹管機的工作狀態。按鍵可以設置脹力，選用電機的3種不同功率檔位。在電機空載的情況下，手動開關按下后，主開關打開，轉頭轉動，此時采集的電流信號送入單片機。經過大約6 s，單片機把其測得的空轉電流平均值顯示出來，此時主開關斷開，轉頭停止轉動。在設置脹力時，脹力設置值必須大于電機空轉時的電流值，否則電機無法進行脹管操作。

2 電路設計
220 V交流輸入后，通過穩壓模塊持續輸出穩定的+5 V和+12 V的電壓，為線路板的電源提供保證。同時使用TPS76301將+5 V電壓轉換得到+3 V電壓，為單片機供電。220 V的交流電通過光電隔離分別為控制A／D采集的繼電器555延時電路以及D-SW換向電路提供+12V的電源。
當手動開關按下后，電源接通，單片機采集電流信號并進行A／D轉換。圖2為A／D信號采集電路．交流輸入通過電流互感器T1，把交流加在負載上，并通過整流濾波電路變成直流，由繼電器K5控制輸出電流信號AA／D且送入前面板，經LM358放大處理后得到的電流信號AA／D1交由單片機MSP430進行采集處理。繼電器K5的0端是與555延時電路的輸出端相連，并由555延時電路輸出信號來控制其工作狀態。

在脹管機開啟時有一個非常大的瞬間電流，會導致剛開機馬上就關機，無法正常啟動。因此，需要一個由555延時電路組成的避峰電路來避開瞬間的大電流，延遲開機時間。圖3為延時避峰電路，NE555的引腳2(TRIG)在脹管機開啟時會有一個脈沖，使得引腳3(Q)的電平變為低電平，圖2中的繼電器K5線圈通電工作，斷開連接，導致單片機無法進行信號采集。同時，電容開始充電，NE555的引腳7(DIS)內部導通。脈沖過后，電容通過引腳7開始放電，TRIG和THR的電壓開始降低，當電壓降到一定程度Q變為高電平，引腳7腳內部截止，K5停止工作，信號采集正常，避免了出現開機立刻關機的現象。