【正文】 器件對加到輸入腳或輸出腳的電壓通常是有限的 。這顆組件的高阻抗輸入提供超出供應電壓 100mV 的共模范圍，而 RailtoRail 輸出的訊號振幅則可達到供應電壓的100mV 范圍內(nèi)。TP376330 的特性如下表 51： 硬件器件的選擇 第 13 頁 （共 45 頁） 表 5–1 TPS76330 的特性 150mA 電流輸出 電池供電系統(tǒng) 典型壓差： 300mV/150mA 手持設備 過溫保護 低功耗計量儀表 過流保護 單片機應用等 關斷時靜態(tài)電流小于 2uA 工作溫度范圍 － 45℃ ～＋ 125℃ 5 管腳 SOT23 封裝 多種固定電壓可選： 5V， ， ， ， ， ， ， 和可調(diào)輸出 顯示電路芯片的選擇 本系統(tǒng)中直接采用 LCD12864。 電源電路器件的選擇 在 MSP430F169 單片機應用中需要穩(wěn)定的電壓信號，因此必須提供電源電路，一般 MSP430F169 單片機的工作電壓為 ，在這里本文采用 工作電壓。本文所設計的程序包括主程序和中斷程序兩部分。 數(shù)模轉(zhuǎn)換 D/A 本系統(tǒng)還內(nèi)置了一塊 16 位的數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片，它可以直接用來輸出各 種波形信號和音頻信號等，也可以作為精密系統(tǒng)的控制電平。在按鍵的同時，顯示模塊會有相應的數(shù)值顯示，用戶可以讀出相關的信息。在其集成開發(fā)環(huán)境（ IDE）中包含了 IAR 的 C/C++編譯器，匯編工具，鏈接器，文本編輯器，工程管理器和 CSPY 調(diào)試器。 再者， 89C51 系列單片機由于其內(nèi)部總線是 8 位的，其內(nèi)部功能模塊基本上都是 8 位，雖然經(jīng)過各種努力其內(nèi)部功能模塊有了顯著增加，但是受其結(jié)構(gòu)本身的限制很大，尤其模擬功能部件的增加更顯困難。開發(fā)語言有匯編語言和 C 語言 [5]。它們分別是看門狗（ WDT）、模擬比較器 A、定時器 A0（ Timer_A0）、定時器A1（ Timer_A1）、定時器 B0（ Timer_B0）、 UART、 SPI、 I2C、硬件乘法器、液晶驅(qū)動器、 10 位 /12 位 ADC、 16 位 ΣΔ ADC、 DMA、 I/O 端口、基本定時器（ Basic Timer）、實時時鐘（ RTC）和 USB 控制器等若干外圍模塊的不同組合。在 MSP430 系列中有兩個不同的時鐘系統(tǒng)：基本時鐘系統(tǒng)、鎖頻環(huán)（ FLL 和 FLL+）時鐘系統(tǒng)和 DCO 數(shù)字振蕩器時鐘系統(tǒng)。 MSP430 單片機的特點： （ 1） 處理能力強 MSP430 系列單片機是一個 16 位的單片機，采用了精簡指令集（ RISC）結(jié)構(gòu) ，具有豐富的尋址方式（ 7 種源操作數(shù)尋址、 4 種目的操作數(shù)尋址）；簡潔的 27 條內(nèi)核指令以及大量的模擬指令；大量的寄存器以及片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器都可參加多種運算；還有高效的查表處理指令。 盡管現(xiàn)在以微機為核心的可編程數(shù)據(jù)采集與處理技術作為數(shù)據(jù)采集技術的發(fā)展方向得到了迅速的發(fā)展 ,并且適于通用微機 (如 IBM PC 系列 ) 使用的板卡級數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品也已大量出現(xiàn) ,組成一個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)簡單到只需要一塊數(shù)據(jù)采集卡 ,把它插在微機的擴展槽內(nèi) ,并輔以應用軟件 ,就能實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集功能 ,但這并不會對基于單片機為核心的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)產(chǎn)生影響 ,因為單片機功能強大、抗干擾能力強、可靠性高、靈活性好、開發(fā)容易等優(yōu)點 ,使得基于單片機為核心的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在許多領域得到了廣泛的應用 . 在生產(chǎn)過程中，應用這一系統(tǒng)可對生產(chǎn)現(xiàn)場的工藝參數(shù)進行采集、監(jiān)視和記錄，以便提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本提供信息和手段。 受需求牽引，新一代機載數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為滿足飛行實驗應用也在快速地發(fā)展。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是通過采集傳感器輸出的模擬信號并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并進行分析、處理、傳輸、顯示、存儲和顯示。 20 世紀 80 年代后期，數(shù)據(jù)采集發(fā)生了很大的變化，工業(yè)計算機、單片機和大規(guī)模集成電路的組合，用軟件管理，是系統(tǒng)的成本減低，體積變小，功能成倍增加，數(shù)據(jù)處理能力大大加強。大概在 60 年代后期，國內(nèi)外就有成套的數(shù)據(jù)采集設備和系統(tǒng)多屬于專用的系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用 MAX3221EAE()或 SP3220作為串口芯片來完成單片機與 PC機的串口通信， 使用 Protel99SE完成硬件電路的設計，使用IAR Embedded Workbench C語言程序。 八、指導教師審查意見 X 長江大學畢業(yè)設計（論文）指導教師審查意見 學生姓名 專業(yè)班級 畢業(yè)論文 (設計 )題目 指導教師 職 稱 評審日期 評審參考內(nèi)容：畢業(yè)論文 (設計 )的研究內(nèi)容、研究方法及研究結(jié)果，難度及工作量，質(zhì)量和水平，存在的主要問題與不足。 圖二、串口電平轉(zhuǎn)換電路原理圖 （ 五 ）對所設計的電路系統(tǒng)進行安裝和調(diào)試 （六）軟件的編寫用 C 語言實現(xiàn) 六、完成畢業(yè)設計所必須具備的條件及解決方法 工具書， MSP430F169 單片機 、 串口通信 、 PROTEL 軟件 、 計算機 、 相關實驗元器件等。如果接入的電壓過高 , 電流將會通過二極管或分離元件流向電源。通過軟硬件的設計最終制成 PCB板 ， 豐富實驗室的建設，方便學校學生對該單片機的學習和應用。據(jù)統(tǒng)計，我國的單 片機年容量已達 13 億片，且每年以大約 16%的速度增長，但相對于 世界市場我國的占有率還不到 1%。一塊小小的片子， 為何有這樣的魔力？我們首先從它的構(gòu)成說起：單片機，亦稱單片微電腦或單片微型計算機。在許多工業(yè)測控機械、醫(yī)療儀器以及消費電子產(chǎn)品中，都對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的實時性與功耗提出了更高的要求：即在滿足微功耗、微型化的總體設計原則的基礎上，又要能實時反映現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)的變化。 任務書批準日期 20xx 年 2 月 17日 教研室 (系 )主任 (簽字 ) 任務書下達日期 20xx 年 2 月 27日 指導教師 (簽字 ) 完成任務日期 20xx 年 6 月 10 日 學生（簽名） III 畢業(yè)設計 (論文 )開題報告 題 目 名 稱 :基于 MSP430F169 的數(shù)據(jù)采集 系統(tǒng)設計 題 目 類 型 : 畢業(yè)設計 院 (系 ): 專 業(yè) 班 級 : 學 生 姓 名 : 指 導 教 師 : 輔 導 教 師 : 開題報告日期 : IV 基于 MSP430F169 的數(shù)據(jù)采集 系統(tǒng)設計 學 生： 電子信息學院 指導教師： 電子信息學院 一、題目來源 畢業(yè)設計。 4．畢業(yè)論文 (設計 )應完成的主要內(nèi)容 1） 掌握并闡述低功耗 16 位 MSP430 單片機的 I/O、定時器、內(nèi)部程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器方面的知識； 2） 設計以 MSP430F169 為核心的最小系統(tǒng)原理框圖，即該II 系統(tǒng)應該包括那幾個部分； 3） 利用 PROTEL 軟件畫出以上框圖中各個部分的詳細硬件原理圖，文字說明設計的整個過程； 4） 能夠基本掌握單片機的編程、調(diào)試等過程； 5．畢業(yè)論文 (設計 )的目標及具體要求 1） 按照學院有關畢業(yè)論文的要求寫出論文； 2） 在該畢業(yè)設計過程中，需要畫出以 MSP430F169 單片機為核心的最小系統(tǒng)原理圖； 3） 以上設計的整個過程需要在畢業(yè)論文的各個章節(jié)中體現(xiàn)出來； 4） 掌握單片機的調(diào)試及設計的整個過程； 5） 以上原理圖的繪制需要在 PROTEL99SE 軟件中進行實現(xiàn)，即學會使用電路板的制作軟件。 本題《基于 MSP430F169 的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計》就是應用美國 TI 公司生產(chǎn)的MSP430F169 單片機。 1986 年在上海召開了全國首屆單片機開發(fā)與應用交流會，有的地區(qū)還成立了單片微型計算機應用 協(xié)會，那是全國形成的第一次高潮。在單片機產(chǎn)生后，我們就將控制這些東西變?yōu)橹悄芑耍覀冎恍枰趩纹瑱C外圍接一點簡單的接口電路，核心部分只是由人為的寫入程序來完成。 單片機最小系統(tǒng)是在以 MSP430 單片機為基礎上擴展，使其能更方便地運用于各種系統(tǒng)中，不僅具有控制方便、組態(tài)簡單和靈活性大等優(yōu)點，而且可以大幅度提高系統(tǒng)的性能技術指標，從而能夠大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。 第三是必須滿足的輸入轉(zhuǎn)換門限電平問題。 （四） 單片機與 PC機的串口通信設計 本系統(tǒng) 采用了 MAX3221EAE()和 5個 。 11—— 12 周：設計程序。作為混合信號和數(shù)字技術的領導者， TI創(chuàng)新生產(chǎn)的 MSP430，使系統(tǒng)設計人員能夠在保持獨一無二的低功率的同時同步連接至模擬信號、數(shù)字組件和傳感器。s serial munication. The system uses Protel99SE to finish the design of the hardware circuit and uses IAR Embedded Workbench to design C language for all modules. This system not only can be used for the construction of the laboratory for Elovers to learn MSP430 MCU easily, but also can be used as development board which provide a good development platform for electronic technology staff. It enhances the possibility of the development of electronic instrumentation. 【 Keywords 】 MSP430 MCU, OPA333, JTAG Emulator, MAX3221EAE(SP3220) serial chip, TPS763 緒論 第 1 頁 （共 45 頁） 基于 MSP430F169 的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計 第一章 緒論 研究背景及其目的意義 近年來，數(shù)據(jù)采集及其應用受到了人們越來越廣泛的關注，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)也有了迅速的發(fā)展，它可以廣泛的應用于各種領域。該階段的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要有兩類，一類以儀表儀器和采集器、通用接口總線和計算機組成。 盡管現(xiàn)在以微機為核心的可編程數(shù)據(jù)采集與處理采集技術的發(fā)展方向得到了迅速的發(fā)展，而且組成一個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)只需要一塊數(shù)據(jù)采集卡，把它插在微機的擴展槽內(nèi)并輔以應用軟件，就能實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集功能，但這并不會對基于單片機為核心的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)產(chǎn)生影響。 該數(shù)據(jù)采集對拾震計輸出的電信號模擬放大后送至A/D 數(shù)字化， A/D 采用同時采樣，采樣數(shù)據(jù)經(jīng) DSP 數(shù)字濾波處理后，變成數(shù)字地震信號。 數(shù)據(jù)采集 也 是從一個或多個信號獲取對象信息的過程?；?MSP430F169 的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計 第 4 頁 （共 45 頁） 第二章 主控芯片介紹 MSP430 簡介 MSP430 系列單片機是美國德州儀器（ TI） 1996 年開始推向市場的一種 16 位超低 MSP430 單片機功耗、具有精簡指令集（ RISC）的混合信號處理器（ Mixed Signal Processor）。首先， MSP430 系列單片機的電源電壓采用的是 電壓。在系統(tǒng)中共有一種活動模式（ AM）和五種低功耗模式（ LPM0～ LPM4）。 （ 5） 方便高效的開發(fā)環(huán)境 MSP430 系列有 OPT 型、 FLASH 型和 ROM 型三種類型的器件，這些器件的開發(fā)手段不同。正常情況下消耗的電流為 24mA，在待機狀態(tài)下，其耗電電流仍為 3mA；即使在掉電方式下，電源電壓可以下降到 2V，但是為了保存內(nèi)部 RAM 中的數(shù)據(jù)，還需要提供約 500uA 的電流。但是如何實現(xiàn)在線編程還是一個很大問題。 硬件 系統(tǒng)的設計 硬件系統(tǒng)設計框圖 本課題 的 硬件系統(tǒng) 設計框圖如下圖： 圖 41 16位單片機 MSP430F169的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 硬件系統(tǒng)框圖中各部分描述 電源部分 為整個系統(tǒng)模塊提供所需電源，和基于 89C51 單片機系列所設計的系統(tǒng)不一樣 MSP430F169 D/A 轉(zhuǎn)換 A/D 轉(zhuǎn)換