【正文】 控制器簡(jiǎn)介 MSP430 是 TI 公司近幾年推出的 16 位系列單片機(jī)，其最早是面向于驅(qū)動(dòng) LED顯示的應(yīng)用設(shè)計(jì)，由于極好的應(yīng)用效果和很大的市場(chǎng)潛力，現(xiàn)已有 X1XX、 X3XX、X4XX 幾個(gè)系列，并且還在不斷的發(fā)展。 MSP430 的超低功耗使其在電池供電、便攜式設(shè)備的應(yīng)用中表現(xiàn)出非常優(yōu)良的特性。MSP430 的片內(nèi)存儲(chǔ)器有 ROM（ C 型）、 OTP（ P 型）、 EPROM（ E 型）、 Flash Memory F 型 4 種型號(hào)，采用馮 .諾伊曼結(jié)構(gòu)，因此， RAM、 ROM 和全部的外圍模塊都位于同一地址空間內(nèi)。與其他尋址方式相比，這種立體尋址方式的靈活性顯而易見。這種 System－ on－ a－ chip 結(jié)構(gòu)使得系統(tǒng)的可靠性增加。 復(fù)位電路 在單片機(jī)系統(tǒng)中，單片機(jī)需要復(fù)位電路。 轉(zhuǎn)速采集電路 傳感器采集的轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)經(jīng)過 74HC14 施密特觸發(fā)器整形后送入單片機(jī)的P2 口，然后由單片機(jī)進(jìn)行脈沖中斷記數(shù)。 COM2 由用戶自定義為標(biāo)準(zhǔn)的 RS232/RS485 接口，用戶只需要拔/插短路器再上電即可改變接口類型，可直接與單片機(jī)串口、計(jì)算機(jī) RS232 串口連接，無需添加電平轉(zhuǎn)換電路，這使 得電路設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)單。由于 MSP430 系列單片機(jī)具有豐富的 I/O 口資源，這樣的連接方式非常易于實(shí)現(xiàn)，同時(shí)也減小了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。串口通信模塊主要完成與上位機(jī)通信，設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單。上位機(jī)程序主要完成對(duì)下位 機(jī)數(shù)據(jù)的接收和對(duì)下位機(jī)發(fā)送信息，并對(duì)接收的數(shù)據(jù)做進(jìn)一步處理。在 Visaul Basic 開發(fā)工具中提供了大量的控件（或稱控 制、組件）供編程人員使用，可以方便的利用這些組件中的屬性、方法、語言等以事件驅(qū)動(dòng)方式開發(fā)應(yīng)用程序，還可以利用 WINDOWS SDK 中的 API 中的應(yīng)用程序接口等工具開發(fā)應(yīng)用程序。軟件主要功能如下： （ 1）通信功能： 通過串行口 發(fā)送命令信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)下位機(jī)的控制，也可實(shí)時(shí)接收下位機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)。 VB 串行通訊 在 VB 的控件工具箱中，提供了一個(gè)使用非常方便的串行通訊控件MSComm，它全面的提供了使用 RS232 串行通訊上層開發(fā)的所有細(xì)則，它既可以使 用查詢方式又可以使用事件驅(qū)動(dòng)方式來完成串行通訊。每個(gè)控件下都有一些事件供程序員使用， MSCOMM 控件中 OnComm事件是唯一的， OnComm 可以撲獲通訊時(shí)發(fā)生的串口事件和錯(cuò)誤信息，當(dāng)有串口事件或錯(cuò)誤發(fā)生時(shí)， VB 會(huì)立刻觸發(fā)一個(gè) OnComm 事件，程序就會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)入 OnComm事件處理程序中。在本系統(tǒng)的通訊中，使用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊，在通訊協(xié)議中無須增加站點(diǎn)識(shí)別碼，因此通信協(xié)議更加簡(jiǎn)單，異步串行通信波特率為 9600 bps；異步通信幀格式為：無奇偶校驗(yàn)位， 8 位數(shù)據(jù)位， 1 位停止位；串行通信數(shù)據(jù)起始碼為：F0H，串行通信數(shù)據(jù)結(jié)束碼為： FFH。下面是在程序中定義的 MSComm 有關(guān)的參數(shù)： MSComm1mPort 1或 2 39。 設(shè)定波特率和置校驗(yàn)位為 1 True 39。 通過組合框選擇接收模式 其他參數(shù)采用默認(rèn)值。若不正確，就丟棄，并繼續(xù)執(zhí)行其他 程序；若正確，則處理接收的字符，提取需要的數(shù)據(jù)。 該串行通信程序具有很大的通用性：（ 1）串口通過方便靈活的對(duì)話框設(shè)置，可適用于不同系統(tǒng)的串行通信測(cè)試。 數(shù)據(jù)處理 當(dāng)程序用于發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，首先根據(jù)需要選擇數(shù)據(jù)的發(fā)送格式，本程序提供三種數(shù)據(jù)格式處理， ASCII 格式、 HEX 格式和 BCD 格式，程序發(fā)送接收格式的選擇為同一組合框。 數(shù)據(jù)保存 如果需要將接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，可用右鍵菜單的數(shù)據(jù)保存功能。嵌 入式 IAR Embedded Workbench 有效提高用戶的工作效率，通過 IAR 工具，用戶可以大大節(jié)省工作時(shí)間，提高工作人員開發(fā)的工作效率。對(duì)于雙操作數(shù)指令，可以使用源地址尋址方式和目的地址選擇方式的任意組合。其程序框架如圖 9 所示： 圖 9 下位機(jī)程序流程圖 系統(tǒng)初始化 系統(tǒng)初始化模塊主要包括：系統(tǒng)時(shí)鐘模塊初始化、 A/D 轉(zhuǎn)換模塊初始化、USART 模塊初始化等，他們?nèi)堪?INIT 初始化子程序中。P2OUT 05H,amp。 數(shù)據(jù)采集處理模塊 該模塊分為溫度采集處理部分和轉(zhuǎn)速采集處理部分。轉(zhuǎn)化為攝氏溫度值的公式為： TempC ADC10MEM/1024*423274。從檢測(cè)時(shí)間來看， M 法的檢測(cè)時(shí)間與轉(zhuǎn)速無關(guān)，而 T 法的檢測(cè)時(shí)間隨著轉(zhuǎn)速的增加而減小， M/T 法如能犧牲一點(diǎn)分辨率，則可以使檢測(cè)時(shí)間與 M 法幾乎相同。利用 TA 定時(shí)器定時(shí)察看脈沖數(shù)，從而計(jì)算出脈沖頻率，再根據(jù)頻率換算出轉(zhuǎn)速。顯示模塊相對(duì)比較簡(jiǎn)單，只是簡(jiǎn)單的將數(shù)據(jù)顯示在數(shù)碼管上，在 顯示數(shù)據(jù)時(shí)需要選通不同的數(shù)碼管，該模塊主要包括端口初始化和顯示兩個(gè)部分。主控程序?qū)⒀h(huán)調(diào)用顯示程序，顯示程序?qū)@示緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)送入LED 數(shù)碼管進(jìn)行顯示。通過設(shè)置 P3SEL 寄存器的相應(yīng)的位來使能 UART功能，設(shè)置 ME2 和 IE2 寄存器的相應(yīng)位打開中斷，設(shè)置 UTCTL0 寄存器實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘源的選擇，設(shè)置寄存器 UBR00， UBR01 來實(shí)現(xiàn)通信波特率的設(shè)置等等，這些初始化設(shè)置都包含在 INIT 子程序中。接收數(shù)據(jù)完畢后，進(jìn)行數(shù)據(jù)判斷，如果是程序中定義的命令數(shù)據(jù)，將會(huì)調(diào)用相應(yīng)的子程序處理模塊。鍵盤中斷負(fù)責(zé)將發(fā)送緩沖區(qū)數(shù)據(jù)向上位機(jī)發(fā)送，鍵盤中斷脈沖觸發(fā)后，該子程序?qū)⒄{(diào)用串口數(shù)據(jù)發(fā)送子程序，完成數(shù)據(jù)向上位機(jī)的送任務(wù)。 TA 定時(shí)器定時(shí)察看溫度緩沖區(qū)數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)速緩沖區(qū)數(shù)據(jù)，將他們處理后送入顯示緩沖區(qū)和發(fā)送緩沖區(qū)。程序流程圖如圖 9 所示。其中 下位機(jī)系統(tǒng)的硬件調(diào)試和軟件調(diào)試是分不開的，許多硬件錯(cuò)誤是在軟件調(diào)試中被發(fā)現(xiàn)和糾正的。系統(tǒng)的硬件調(diào)試相對(duì)簡(jiǎn)單，先調(diào)試電源電路和復(fù)位電路，只要這兩部分能正常工作，再進(jìn)行單片機(jī)的調(diào)試，如果單片機(jī)的晶振能夠起振，則整個(gè)硬件的單片機(jī)部分沒有什么大的問題。 2）器件失效 元器件失效的原因有兩個(gè)方面：一是器件本身已損壞或性能不符合要求；二是由于組裝錯(cuò)誤造成的元器件失效，如電解電容、二極管的極性錯(cuò)誤，集成塊安裝方向錯(cuò)誤等。 系統(tǒng)軟件的調(diào)試、分析 軟件調(diào)試與所選用的軟件結(jié)構(gòu)和程序設(shè)計(jì)技術(shù)有關(guān)。上位機(jī)軟件的關(guān)鍵是使其能夠?qū)崿F(xiàn)串口通信功能，能夠把接收的數(shù)據(jù)用正確的格式顯示，能夠選擇適當(dāng)?shù)母袷桨l(fā)送數(shù)據(jù)。主要包括以下幾個(gè)模塊： ??鍵盤 /顯示部分調(diào)試 ??數(shù)據(jù)采集電路調(diào)試 ??串口通信模塊調(diào)試 調(diào)試子程序時(shí)，首先要符合現(xiàn)場(chǎng)環(huán) 境，即入口條件和出口條件。 各程序模塊通過后，可以把各功能塊聯(lián)合起來一起進(jìn)行整體程序綜合調(diào)試。待全部完成后，應(yīng)反復(fù)運(yùn)行多次，除了觀察穩(wěn)定性之外，還要觀察用戶系統(tǒng)的操作是否符合原始設(shè)計(jì)要求、安排的用戶操作是否合理等，必要時(shí)還要作適當(dāng)修正。 經(jīng)過聯(lián)機(jī)調(diào)試，整個(gè)系統(tǒng)的軟件和硬件能夠正確的運(yùn)行。系統(tǒng)將采集得到的數(shù)據(jù)經(jīng)單片機(jī)處理后，通過 LED 進(jìn)行顯示，也可通過按鍵，利用無線通信模塊 SWRF― 108 將數(shù)據(jù)傳送到上位機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步處理。從廣度上說，能夠通過靈活的軟件的變化調(diào)整系統(tǒng)的功能設(shè)置，以滿足不同領(lǐng)域的用戶對(duì)功能上的不同要求。另外，選用的傳感器有些還存在改進(jìn)的方面。但是論文中所采用的基本算法，軟件結(jié)構(gòu)，具體程序和部分硬件系統(tǒng)已經(jīng)基本成功。 Duan Yong 《 The design of portable rotate speed instrument based on Atmega8》 Control amp。 Automation : 1516, 2020 [1]Eroglu K., The worldwide approval status for 900 MHz and GHz spread spectrum radio products, Electromagic Compatibility, 1998. 1998 IEEE International Symposium on , Volume: 2 , 2428 Aug. 1998 , Pages:1131 1135 [3] Bhagwat P., Bluetooth: technology for shortrange wireless apps, Inter Computing, IEEE , Volume: 5 , Issue: 3 , MayJune 2020 Pages:96 103 [13]利爾達(dá)電子： .lierda 中國(guó)電子網(wǎng)： .21ic 串口通 信技術(shù)網(wǎng)站： .gjwtech SRWF108 無線模塊網(wǎng)站： .51sunray 致 謝 衷心感謝導(dǎo)師陳平教授對(duì)本人的精心指導(dǎo)。特別要感謝的是趙明波老師、夏魯鵬老師在各方面所給予的支持和幫助，在他們的指導(dǎo)下，使我學(xué)到了許多分析問題、解決問題的實(shí)際方法。 目錄 II 摘要 32 第一章 引言 第二章 系統(tǒng)的硬件構(gòu)成與分析 第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 第四章 系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析 第五章 總結(jié) 參考文獻(xiàn) 致 謝 參考文獻(xiàn)