【正文】 時(shí)收到出 停止采樣命令 ADC_Result0=(ADC_Sum0/16 852) / 10。 SD16CCTL2 |= SD16SC。 //定電平造成 IO 口額外耗電。 j 8。 // ADC0 輸入選擇為外部輸入 ,1 倍放大 SD16INCTL1 |= SD16INCH_0+SD16GAIN_1。 // 略延遲，讓震蕩穩(wěn)定 SD16CTL = SD16REFON+SD16VMIDON+SD16SSEL0+SD16DIV_1?；?MSP430 的稱重系統(tǒng)21A D 采樣顯示數(shù)據(jù)初始化采樣數(shù)據(jù)處理結(jié)束開始圖 主程序流程圖 初始化程序模塊如圖 為初始化程序流程圖。（3）3MUX 驅(qū)動(dòng)：使用三個(gè)引腳作為液晶公共端COM0、COMCOM2 ，每 3 段段極需要另一引腳驅(qū)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)中如液晶抖動(dòng)，可適當(dāng)提高液晶的驅(qū)動(dòng)頻率。由于液晶驅(qū)動(dòng)使用交流電壓，所以必須根據(jù)液晶的工作模 MSP430 進(jìn)行偏壓設(shè)置，具體的操作是:STATIC 模式下，R33 開路，R03R23 接地，2MUX 模式下，分別在 R3R13 以及 R1R03 之間接上10K 的電阻；3/4MUX 模式下，分別在 R3R23 之間，R2R13 以及NC11+2S133S124S115S106S97S88S79S610S511S412S313S214S115S016COM317COM218COM119COM020LCD_08S2 S0S1S13S12S15S11S10S9 S8 S7 S6 S5 S4 S3 COM3COM2COM1COM01234CON24 HEADER VccR1 100KR21KC1102AIN0基于 MSP430 的稱重系統(tǒng)19R1 R03 之間接上 10K 的電阻，這樣就能保證 COM0COM3 出來供給液晶塊的電壓符合要求。圖 AD 轉(zhuǎn)換接口電路 顯示電路設(shè)計(jì)MSP430 器件上的液晶顯示器的控制/驅(qū)動(dòng)將簡(jiǎn)化液晶顯示器的顯示。 共 集 電 路 的 輸 入 高 阻 抗 ， 輸 出 低 阻 抗 的 特 性 ，使 得 它 在 電 路 中 可 以 起 到 阻 抗 匹 配 的 作 用 ， 使 得 放 大 電 路 更 好 的 工 作 。當(dāng)減小R 以獲得更大增益時(shí)，該跨導(dǎo)將漸進(jìn)增大到輸入晶體管的跨導(dǎo)。通過調(diào)整片內(nèi)電阻的絕對(duì)值，用戶只需要一個(gè)電阻便可實(shí)現(xiàn)對(duì)增益的精確編程（G=100 時(shí)精度可達(dá) %） 。 ε =（3Q （1+μ）/2Eb）*（B（H2h2）+bh2） /（B（H3h3）+bh3） （39） 其中：Q 截面上的剪力； E揚(yáng)氏模量：μ—泊松系數(shù)；B、b、H 、h—為梁的幾何尺寸。常常把它的百萬分之一作為單位，記作 με。設(shè)其伸長(zhǎng)ΔL，其橫截面積則縮小，即它的截面圓半徑減少 Δr。圖 12V 轉(zhuǎn) 5V 轉(zhuǎn)換電路 轉(zhuǎn)換電路由于 MSP430 單片機(jī)使用 電源供電，所以要將經(jīng)過 LM7805 轉(zhuǎn)換得到的 5V 電壓，再經(jīng) LM1117 將電壓轉(zhuǎn)換為 。 標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定對(duì)應(yīng)于數(shù)字集成電路芯片的每個(gè)引腳都設(shè)有一個(gè)移位寄存單元，稱為邊界掃描單元 BSC。標(biāo)準(zhǔn)的 JTAG 接口是 4 線：TMS、TCK、TDI、TDO，分別為模式選擇、時(shí)鐘、數(shù)據(jù)輸入和數(shù)據(jù)輸出線。由于人的動(dòng)作再快也會(huì)使按鈕保持接通達(dá)數(shù)十毫秒，所以，完全能夠滿足復(fù)位的時(shí)間要求。晶振電路如圖 所示。a．晶振電路每個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)里都有晶振，全稱是叫晶體震蕩器，在單片機(jī)系統(tǒng)里晶振的作用非常大，他結(jié)合單片機(jī)內(nèi)部的電路，產(chǎn)生單片機(jī)所必須的時(shí)鐘頻率，單片機(jī)的一切指令的執(zhí)行都是建立在這個(gè)基礎(chǔ)上的，晶振的提供的時(shí)鐘頻率越高，那單片機(jī)的運(yùn)行速度也就越快。它們分別是看門狗（WDT） 、模擬比較器 A、定時(shí)器 A（Timer_A） 、定時(shí)器 B（Timer_B ） 、串口 0、1（USART0、1） 、硬件乘法器、液晶驅(qū)動(dòng)器、10 位/12 位 ADC、I 2 基于 MSP430 的稱重系統(tǒng)7C 總線直接數(shù)據(jù)存取（ DMA） 、端口 O（P0） 、端口 1~6（P1~P6） 、基本定時(shí)器（Basic Timer）等的一些外圍模塊的不同組合。 16 位的數(shù)據(jù)寬度、125ns 的指令周期以及多功能的硬件乘法器（能實(shí)現(xiàn)乘加）相配合，能實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理的某些算法（如 FFT 等） 。5V 電壓供液晶 LCD 使用，再通過電壓轉(zhuǎn)換芯片 LM1117 轉(zhuǎn)換得到177。（3）AD 轉(zhuǎn)換器按設(shè)計(jì)要求：電子秤最大稱重為 500g，重量誤差不能大于 1%0，精度要求為 。方案二：由高精度低漂移運(yùn)算放大器構(gòu)成差動(dòng)放大器。通過輸出稱量重物時(shí)產(chǎn)生的壓差信號(hào)測(cè)量重物的大小。方案二：根據(jù)稱重系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求與主控制系統(tǒng)能完成的功能，選用MSP430F425 單片機(jī)。通過對(duì)系統(tǒng)分析，選擇系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案和各模塊的設(shè)計(jì)方案。然而，高精密檢測(cè)的電子秤如果要達(dá)到要求，那么 ADC 的精度需要接近于 20 bit。由于小型商用電子秤運(yùn)算不太復(fù)雜，所以用 8 位微處理器即可滿足要求。 研究現(xiàn)狀20 世紀(jì)前期，我國(guó)的衡器制造業(yè)主要以杠桿原理的機(jī)械式為主，20 世紀(jì)后期，我國(guó)的衡器不斷發(fā)展，由過去的全機(jī)械式進(jìn)入機(jī)電結(jié)合式，在幾十年的發(fā)展和完善中，發(fā)展到現(xiàn)在的全電子型和數(shù)字智能型。通過分析近年來電子衡器產(chǎn)品的發(fā)展情況及國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的需求，電子衡器總的發(fā)展趨勢(shì)是小型化、模塊化、集成化、智能化；其技術(shù)性能趨向于速率高、準(zhǔn)確度高、穩(wěn)定性高、可靠性高；其功能趨向是稱重計(jì)量的控制信息和非控制信息并重的“ 智能化 ”功能；其應(yīng)用性能趨向于綜合性和組合性。本設(shè)計(jì)是基于 MSP430 單片機(jī)的稱重系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn) 0~500g 重物的精確測(cè)量。本設(shè)計(jì)完成稱重系統(tǒng)的各項(xiàng)功能，經(jīng)調(diào)試，效果良好，具有一定的實(shí)用價(jià)值。輸出電壓信號(hào)通常很小，需要通過前端信號(hào)處理電路進(jìn)行準(zhǔn)確的線性放大。其主要差距是技術(shù)與工藝不基于 MSP430 的稱重系統(tǒng)1夠先進(jìn)、工藝裝備與測(cè)試儀表老化、開發(fā)能力不足、產(chǎn)品的品種規(guī)格較少、功能不全、穩(wěn)定性和可靠性較差等。由于信號(hào)放大器成本的不斷下降及 AD轉(zhuǎn)換器性能的大幅度提高，數(shù)字計(jì)算無論在技術(shù)上還是在經(jīng)濟(jì)上都進(jìn)入了實(shí)用階段。 論文組織結(jié)構(gòu)具體章節(jié)安排如下：第 1 章介紹了本課題的研究背景、研究意義與研究現(xiàn)狀，本論文的主要研究?jī)?nèi)容、所要解決的問題及最終所要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。稱重系統(tǒng)主要包括：橋式應(yīng)變傳感器、放大電路、AD 轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)最小系統(tǒng)電路、顯示電路和電源管理電路等部分，圖 為系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體方案框圖。優(yōu)點(diǎn)是成本低，但是由于貼片需要的精度不能保證，那么傳感器的測(cè)量精度和穩(wěn)定性也不能保證。但是普通低溫漂運(yùn)算放大器所構(gòu)成多級(jí)放大器會(huì)引入大量噪聲。此類芯片內(nèi)部采用經(jīng)典的三運(yùn)放改進(jìn)設(shè)計(jì)。 電源管理模塊方案設(shè)計(jì)稱重系統(tǒng)的供電系統(tǒng)需要多種電壓，多種電壓的需求就要求更加合理的電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)。基于 MSP430 的稱重系統(tǒng)63 稱重系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) MSP430 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) MSP430 單片機(jī)介紹MSP430 系列單片機(jī)的迅速發(fā)展和應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，主要取決于以下的特點(diǎn)：（1）處理能力強(qiáng)MSP430 系列單片機(jī)是一個(gè) 16 位的單片機(jī)，采用了精簡(jiǎn)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(jiǎn)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(chǔ)器都可參加多種運(yùn)算；還有高效的查表處理指令；有較高的處理速度，在 8MHz晶體驅(qū)動(dòng)下指令周期為 125 ns。然后軟件可設(shè)置適當(dāng)?shù)募拇嫫鞯目刂莆粊泶_定最后的系統(tǒng)時(shí)鐘頻率。這種方式只需要一臺(tái) PC機(jī)和一個(gè) JTAG 調(diào)試器，而不需要仿真器和編程器。晶振的作用是為系統(tǒng)提供基本的時(shí)鐘信號(hào)。本設(shè)計(jì)采用手動(dòng)按鈕復(fù)位，當(dāng)人為在復(fù)位輸入端 RST 上加入高電平。如圖 所示為復(fù)位電XTC130pFC230pFXINXOUT基于 MSP430 的稱重系統(tǒng)9路圖。JTAG 接口可對(duì) PSD 芯片內(nèi)部的所有部件進(jìn)行編程?；?MSP430 的稱重系統(tǒng)10圖 JTAG 接口電路圖如圖 所示為 MSP430 單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖。電阻應(yīng)變片的重要參數(shù)是靈敏系數(shù) K。把式（34） （35）代入（33） ，有 ΔR/R = Δρ/ρ + ΔL/L + 2μΔL/L =（1 + 2μ（Δρ/ρ ）/（ΔL/L ） ）*ΔL/L基于 MSP430 的稱重系統(tǒng)13 = K *ΔL/L （ 36） 其中： K = 1 + 2μ +（Δρ/ρ）/（ΔL/L） （37 ） 式（36）說明了電阻應(yīng)變片的電阻變化率（電阻相對(duì)變化）和電阻絲伸長(zhǎng)率（長(zhǎng)度相對(duì)變化）之間的關(guān)系。肓孔底部中心是承受純剪應(yīng)力，但其上、下部分將會(huì)出現(xiàn)拉伸和壓縮應(yīng)力。因?yàn)槿珮蚴降缺垭姌虻撵`敏度最高，各臂參數(shù)一致，各個(gè)電阻相對(duì)稱，故各種干擾的影響容易相互抵銷減弱，所以稱重傳感器均采用全橋式等臂電橋。這樣就產(chǎn)生了從輸入至 A1/A2 輸出的差分增益，GR器計(jì)算公式如（310） 。在含有智能處理器的教復(fù)雜系統(tǒng)中，自動(dòng)增益/自動(dòng)歸零周期將消除所有的絕對(duì)精度和漂移誤差，僅留下增益、非線性度和噪聲的分辨率誤差，因此完全可以獲得高精度。對(duì)于 MSP430F425 單片機(jī)，實(shí)際上只有每個(gè) ADC 的通道 0 對(duì)外引出。對(duì)于不同系列、不同型號(hào)的液晶驅(qū)動(dòng)原理，控制方法都是一樣的，不同點(diǎn)在于驅(qū)動(dòng)液晶段數(shù)不一樣，或可顯示信息的多少不一樣。 例如：采用 3MUX，已知 F(framing)=100Hz30Hz， 由 F(LCD)=2*MUX(rate)*F(framing)=6*F(framing)， 可知 F(LCD)=180Hz600Hz。由此可以得到 4 種驅(qū)動(dòng)方法。 主程序設(shè)計(jì)根據(jù)稱重系統(tǒng)的性能指標(biāo)要求，程序設(shè)計(jì)需要完成以下模塊設(shè)計(jì)，AD 模塊，數(shù)據(jù)處理模塊、LCD 模塊。 // 設(shè)置晶振負(fù)載電容 18pF for (i = 0。 // ADC0 與 ADC1 編組,數(shù)據(jù)格式為有符號(hào) SD16CCTL1 |= SD16DF+SD16GRP。 char *pLCD = (char *)amp。 P2DIR|=BIT0+BIT1+BIT3。如圖 所示為流程圖如下。 ADC_Sum0+=ADC_Result0。LCD 顯示程序代碼：//在 LCD 上顯示一個(gè)帶有小數(shù)點(diǎn)的長(zhǎng)數(shù)據(jù)。 if(Number0) {Number=Number。iDOT。i++) { temp=LCD_Tab[DispBuff[i]]。通過程序控制硬件電路完成稱重系統(tǒng)的功能與指標(biāo)。 結(jié)論本文所介紹的是基于 MSP430F425 微控制器的稱重系統(tǒng)，用于對(duì)重物測(cè)量并顯示測(cè)量值。畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我大學(xué)四年學(xué)習(xí)成果的一次全面檢驗(yàn)，也是對(duì)我運(yùn)用科學(xué)知識(shí)能力的一次考核，有效的提高了我獨(dú)立分析問題，解決問題的能力。char ADC_Flag=0。 //CPU 休眠，等待被采樣結(jié)束喚醒 ADC_Flag=0。/***************************************************************************** 名 稱：ADC_Sample3()* 功 能：對(duì) 3 個(gè) ADC 同時(shí)采樣****************************************************************************/void ADC_Sample3(){ long int ADC_Sum0=0。楊老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從查閱資料到設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)等整個(gè)過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。本稱重系統(tǒng)的設(shè)計(jì)功能實(shí)現(xiàn)，精度可以達(dá)到 ，完全符合設(shè)計(jì)要求。在系統(tǒng)調(diào)試過程中，由于各方面因素的影響，不同時(shí)間測(cè)試的數(shù)值有差異。//顯示小數(shù)點(diǎn) if ((PolarLocate==i)amp。 else break。} //處理負(fù)數(shù) else Neg=0。 char i。=~ SD16SC。 int i。 //懸空不用的 IO 設(shè)為輸出，避免不確 P1OUT=0。 // 取 LCDM1 寄存器( 最低位)的地址 for (j = 0。 // 打開 ADC2 中斷,數(shù)據(jù)格式為有符號(hào) //ADC0/1/2 已經(jīng)被編為同一組，對(duì) ADC2 的操作將同時(shí)作用于 ADC0 與 ADC1 SD16INCTL0 |= SD16INCH_0+SD16GAIN_1。 i++)。如圖 為主程序流程圖。 （2）2MUX 驅(qū)動(dòng)：使用兩個(gè)引腳作為液晶公共端 COM0、COM1 每?jī)?