【正文】 端被禁 止若 FORCEOFF 第一章 引言 13 置為低且 EN 為高 ， 則驅(qū)動(dòng)器和接收器均被切斷 ， 電源電流降至 1μ A 。 ? 能滿足或超過 TIA/EIA232F和 ITU 標(biāo)準(zhǔn)的要求 ? 工作電源電壓為 3V至 ? 最多可處理 250 kbit/s ? 一個(gè)驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)接收器 ? 低待機(jī)電流 (典型值為 1μ A) ? 外接電容器 (4 ? F) ? 接受 5V邏輯輸入電平和 ? 可與 Maxim MAX3221互換使用 ? 可供選擇的高速引腳可兼容器件 (1 Mbit/s) – SNx5C3221 ? RS232 總線引腳 ESD保護(hù)超過177。 這些僅僅是極限參數(shù) ， 并不意味著在極限條件下或在任何其它超出推薦工作條件所示參數(shù)的情況下器件能有效工作 。其電路圖如下： 第一章 引言 15 圖 7 單片機(jī)電路 由以上各部分電路可以看出，整個(gè)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)采集電路具有一定的通用性，可同時(shí)采集模擬量數(shù)據(jù)和數(shù)字量數(shù)據(jù)。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)。 下面概括的介紹 Workbench特性， Workbench 的內(nèi)嵌編輯器特性， C編輯器的特性。 4) 對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)的支持 ▲提供靈活的變量分配能力； ▲可以用 C語(yǔ)言設(shè)計(jì)中斷函數(shù)； ▲具有針對(duì)不同 CPU保持程序可移植性的 pragma編譯命令。其程序框架如圖 9 所示： 第一章 引言 19 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。 第一章 引言 20 1) 溫度采集 該部分通過 MSP430F1232 片內(nèi)的 A/D 轉(zhuǎn)換器來(lái)完成溫度數(shù)據(jù)的采集任務(wù)，采集的模擬參考電壓使用片內(nèi)的參考電壓。從綜合效果看， M/T 法是較好的測(cè)量方法。端口初始化部分包含在 INIT初始化子程序中。當(dāng)接收中斷觸發(fā)后，接收子程序首先判斷接收標(biāo)志 RX_FLG 是否為零，為零則開始接收數(shù)據(jù)，不為零則正在接收過程中。否則會(huì)跳不出中斷。數(shù)據(jù)的采集和上位機(jī)數(shù)據(jù)的接收由中斷程序來(lái)完成。這類錯(cuò)誤包括：錯(cuò)線、開路、短路等幾種，其中短路是最常見的故障。系統(tǒng)的軟件調(diào)試分為上位機(jī)軟件調(diào)試和下位機(jī)軟件的調(diào)試。數(shù)據(jù)采集電路調(diào)試 178。 單步和斷點(diǎn)調(diào)試后，還應(yīng)進(jìn)行連續(xù)調(diào)試，這是因?yàn)閱尾竭\(yùn)行只能驗(yàn)證程序的正確與否，而不能確定定時(shí)精度、 CPU的實(shí)時(shí)響應(yīng)等問題。該系統(tǒng)具有一定的通用性，它通過片內(nèi)的 A/D轉(zhuǎn)換通道與外部的采集傳感器進(jìn)行連接，通過 P2 口實(shí)現(xiàn)數(shù)字量和模擬量的采集。另外，選用的傳感器有些還存在急需改進(jìn)的方面。 第一章 引言 25 在論文撰寫過程中，曾得到許多老師和同學(xué)的幫助，在此不勝感激。 網(wǎng)站資源：利爾達(dá)電子： 中國(guó)電子網(wǎng)： 串口通信技術(shù)網(wǎng)站： SRWF108無(wú)線模塊網(wǎng)站 ： 1 胡大可 .MSP430系列 FLASH型超低功耗 16 位單片機(jī) 北京航空航天大學(xué)出版社， 2022 1 石海東 .單片機(jī)數(shù)據(jù)通 信技術(shù)從入門到精通 西安：西安電子科技大學(xué)出版社， 2022 1單片機(jī)典型模塊設(shè)計(jì)實(shí)例導(dǎo)航 求是科技 人民郵電出版社， 2022 1 MSP430單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)典型實(shí)例 秦龍 中國(guó)電力出版社， 2022 。他的言傳身教將使我終生受益。 目前的實(shí)際測(cè)試也顯示出了一些問題。 第五章 總結(jié) 本文介紹了雙級(jí)監(jiān)控管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)以及無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)在該系統(tǒng)中的應(yīng)用。在這階段若發(fā)生故障，考慮各子程序在運(yùn)行時(shí)是否破壞現(xiàn)場(chǎng)，緩沖單元是否發(fā)生沖突，零位的建立和清除在設(shè)計(jì)上有 否失誤，堆棧區(qū)域有否溢出，輸入設(shè)備的狀態(tài)是否正常，等等。主要包括以下幾個(gè)模塊： 178。 第一章 引言 23 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)。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。程序流程圖如圖 9 所示。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)。通過設(shè)置 P3SEL寄存器的相應(yīng)的位來(lái)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(lái)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。 P1口提供要顯示的數(shù)據(jù)， P3 口的 、 、 74LS138譯碼器用來(lái)控制 LED 數(shù)碼管的選通狀態(tài)。其中 M法適用于高速測(cè)量， T法適于低速測(cè)量，考慮高速和低速時(shí)的綜合性能 M/T 法最好。 // 使能轉(zhuǎn)換對(duì)于系統(tǒng)模塊的初始化編程，只需通過設(shè)置相應(yīng)模塊的寄存器就可以使其進(jìn)行正確的工作。 MSP430F149僅僅有 27 條內(nèi)核指令，使用起來(lái)非常方便。 2) 編譯性能 ▲編譯速度快； ▲用面向存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)避免了暫存文件及覆 蓋技術(shù)； ▲編譯時(shí)進(jìn)行嚴(yán)格的類型檢查； ▲連接時(shí)進(jìn)行嚴(yán)格的模塊接口類型檢查。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。 第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 程序主要完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)溫度和轉(zhuǎn)速的采集，用 LED顯示轉(zhuǎn)速和溫度數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)上傳給上位機(jī)，并接收上位機(jī)發(fā)送的信息。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。 C 至 150176。 V 之間并持續(xù)少于 30μ s， INVALID 為高數(shù)據(jù)有效如果接收器輸入端電壓在 177。 當(dāng)串行端口失效時(shí) ， 可對(duì)電壓管理進(jìn)行靈活的控制選擇 。 2） 轉(zhuǎn)速采集電路 第一章 引言 12 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)。 為了使輸出的電源穩(wěn)定，輸出紋波小，在電路的輸出部分分別采用兩個(gè)電容進(jìn)行濾波，在電路的輸入端也放置兩個(gè)濾波電容，以減小輸入端的紋波。 Protel 不僅能完成基于 PCB 和 FPGA 的設(shè)計(jì)輸入、仿真和驗(yàn)證 ,還包括了 PCB設(shè)計(jì)特性，如規(guī)則驅(qū)動(dòng)的 PCB 設(shè)計(jì)、拓?fù)溥壿嬜詣?dòng)布線技術(shù)和 CAM文件編輯功能。同 時(shí)其內(nèi)核指令只有二十七個(gè)。 這種以 FLASH技術(shù)、 JTAG調(diào)試、集成開發(fā)環(huán)境結(jié)合的開發(fā)方式，具有方便、廉價(jià)、實(shí)用等優(yōu)點(diǎn)，在單片機(jī)開發(fā)中還較少見。另外， MSP430 系列單片機(jī)均為工業(yè)級(jí)器件，運(yùn)行溫度范圍為 40~+85176。 高性能模擬技術(shù)及豐富的片上外設(shè)模塊 MSP430 系列單片機(jī)結(jié)合 TI 的高性能模擬技術(shù)，各成員都集成了較豐富的片內(nèi)外設(shè)。比如，在一個(gè)有多個(gè)輸入信號(hào)的應(yīng)用系統(tǒng)中，處理器輸入端口的漏電流對(duì)系統(tǒng)的耗電影響就較大了。在系統(tǒng)中共有一種活動(dòng)模式（ AM）和 五種低功耗模式（ LPM0~LPM4）。 MSP430 微控制器特點(diǎn) MSP系列單片機(jī)是美國(guó)德州儀器 1996年開始推向市場(chǎng)的一種 16位超低功耗的混合信號(hào)處理器。第二部分，下位機(jī)系統(tǒng)軟件部分的開發(fā)。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述 雙級(jí)監(jiān)控管理系統(tǒng)由上位機(jī)和下位機(jī)組成 ,它能夠完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)管理。例如在通用工控中，可用于各種機(jī)床控制、電機(jī)控制、工業(yè)機(jī)器人、各種生產(chǎn)線、各種過程控制、各種檢測(cè)系統(tǒng)等；在汽車工業(yè)中，可用于點(diǎn)火控制、變速器控制、防滑剎車、排氣控制等；在軍事工業(yè)中，可用于導(dǎo)彈控制、魚雷制導(dǎo)控制、智能武器裝置、航天導(dǎo)航系統(tǒng)等。該語(yǔ)言是一種典型的精簡(jiǎn)指令集系統(tǒng)。程序采用 MSP430 微處理器的 C 語(yǔ)言編寫。它既可以作為單機(jī)控制 器，又可以作為多級(jí)控制的前沿處理機(jī)用于控制系統(tǒng)，應(yīng)用領(lǐng)域相當(dāng)廣泛。傳統(tǒng)的邏輯設(shè)計(jì)方法正在演變?yōu)檐浖陀布嘟Y(jié)合的方法，許多電路設(shè)計(jì)問題將轉(zhuǎn)化為程序設(shè)計(jì)問題。 設(shè)計(jì)主要分為三大部分：第一部分，系統(tǒng)硬件的選用及電路設(shè)計(jì)。下面分別介紹系統(tǒng)幾個(gè)主要硬件 器件的選擇和各模塊的實(shí)現(xiàn)。由于系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)使用的功能模塊不同，即采用不同的工作模式，芯片的功耗有明顯的差異。 其次，作為一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)功耗是整個(gè)系統(tǒng)的功耗，而不僅僅是處理器的功耗。這些結(jié)構(gòu)在其他系列單片機(jī)中尚未使用。這種結(jié)構(gòu)和運(yùn)行機(jī)制，在目前各系列單片機(jī)中是絕 無(wú)僅有的。目前比較好用的軟件開發(fā)工具是 IAR Workbench。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。融合了當(dāng)今 EDA最先進(jìn)的設(shè)計(jì)成果，能處理各種復(fù)雜的 PCB 設(shè)計(jì)過程，實(shí)現(xiàn) PCB 和 FPGA 設(shè)計(jì)的多維設(shè)計(jì)輸入、信號(hào)仿真、信號(hào)完整性分析、拓?fù)溥壿嬜詣?dòng)布線和 CAM處理與驗(yàn)證等功能。電路如圖21所示： 第一章 引言 10 圖 21 電源電路圖 其中 DBPW1 是整流橋 ，另外還有電池可以在外部電源停止時(shí)作為備用。 數(shù)據(jù)采集電路分為溫度采集電路和轉(zhuǎn)速采集電路，如圖 4 所示： 圖 4 傳感器信號(hào)接口電路 1） 溫度采集電路 傳感器采集的溫度信號(hào)經(jīng)過 LM358 運(yùn)算放大器處理后送入單片機(jī)的 A/D 轉(zhuǎn)換。 這些器件在數(shù)據(jù)信號(hào)率達(dá)到 250 kbit/s且最大的 30V/μ s驅(qū)動(dòng)輸出回轉(zhuǎn)率時(shí)工作 。如果接收器輸入端電壓高于 V 或低于 – V 或在 177。 C 存儲(chǔ)溫度范圍 ,Tstg – 65176。顯示器 直接 與單片機(jī)的 P1 口相連，單片機(jī) P3口的 — 74HS138譯碼器來(lái)控制 LED數(shù)碼管的顯示選通狀態(tài)。 同時(shí)還有程序下載接口，以便在程序的下載調(diào)試。它為用戶提供一個(gè)易