基于msp430系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文(編輯修改稿)
2025-07-15 17:15 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 集電路設(shè)計(jì)圖為了提高采集進(jìn)度，需要采用高精度電阻，這里采用的是精度為1%的電阻，電路中采用二極作為ESD保護(hù)電路，考濾到干擾問題，采用電容進(jìn)行濾波處理，增加采集電路的抗干擾問題。系統(tǒng)也設(shè)計(jì)了相應(yīng)控制電路主要利用繼電器來實(shí)現(xiàn)，電路如圖11所示。圖11 控制電路圖在圖11中，、在一般狀態(tài)下，繼電器處于開路狀態(tài)，、繼電器吸合，則電路通，這樣就可以控制設(shè)備的狀態(tài)了?！纹瑱C(jī)模塊單片機(jī)電路作為整個(gè)系統(tǒng)的核心控制部分，主要是采集來自傳感器的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心。單片機(jī)通過A/D通道進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，單片機(jī)與GSM模塊之間的通信采用單片機(jī)的串口0來實(shí)現(xiàn)，GSM模塊與單片機(jī)接口時(shí)不需要進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。單片機(jī)與PC通信則通過單片機(jī)的串口1來實(shí)現(xiàn)，由于單片機(jī)與PC接口電平不一致，所以需要通過串口芯片完成電平的轉(zhuǎn)換。此外，單片機(jī)還與串行存儲(chǔ)器接口，以記錄關(guān)鍵數(shù)據(jù)，單片機(jī)電路如圖12所示。圖12 單片機(jī)電路圖在單片機(jī)的時(shí)鐘設(shè)計(jì)上與其他單片機(jī)有一定的區(qū)別：MSP430F149單片機(jī)采用兩個(gè)時(shí)鐘輸入，即一個(gè)32Hz的時(shí)鐘信號(hào)，另一個(gè)為8MHz的時(shí)鐘信號(hào)。該系統(tǒng)的時(shí)鐘部分都是采用晶體振蕩器實(shí)現(xiàn)的?？紴V到電源的輸入紋波對(duì)單片機(jī)的影響，以減小管腳外受到的干擾，另外單片機(jī)還有模擬電源的輸入端，因此在這里需要考濾干擾問題，由于在該系統(tǒng)中的干擾比較小，因此模擬地和數(shù)字地共地，并在模擬電源輸入管腳增加一個(gè)濾波電容以減小干擾。單片機(jī)的串口0與GSM模塊接地，串口1與PC進(jìn)行通信，由于接口電平不同，因此串口1與RS232芯片進(jìn)行連接。，此外，、以控制設(shè)備的狀態(tài)[4]。3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 軟件開發(fā)工具的介紹本系統(tǒng)采用IAR公司白提供的開發(fā)調(diào)試環(huán)境：IAR Embedded Workbench及調(diào)試CSPY。是IAR公司為微處理器開發(fā)的一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境。比較其他的開發(fā)環(huán)境，IAREW具有入門容易、使用方便和代碼緊湊等特點(diǎn)。Embedded Workbench支持多種單片機(jī)Embedded Workbench的主要特點(diǎn)如下：l 高度優(yōu)化的IAR ARM C/C++ Compiler l IAR ARM Assemblerl 一個(gè)通用的IAR XLINK Linker l IAR XAR和XLIB建庫(kù)程序和IAR DLIB C/C++運(yùn)行庫(kù)l 功能強(qiáng)大的編輯器l 項(xiàng)目管理器l 命令行實(shí)用程序l IAR CSPY調(diào)試器（先進(jìn)的高級(jí)語(yǔ)言調(diào)試器）Embedded Workbench采用創(chuàng)建項(xiàng)目的方式來進(jìn)行軟件的開發(fā)和管理。實(shí)用工具如下[5]：l 具有語(yǔ)法突出顯示的文本編輯器。l 編輯器l 匯編器l 函數(shù)管理器l MAKE工具l 調(diào)試器CSPY具有以下特點(diǎn)：l 能夠?qū)R編語(yǔ)言或C語(yǔ)言進(jìn)行調(diào)試。l 能夠進(jìn)行軟件仿真和硬件仿真l 能夠設(shè)置斷點(diǎn)，進(jìn)行單步運(yùn)行l(wèi) 可以觀察寄存器的值l 可以觀察內(nèi)存值。 系統(tǒng)軟件流程圖系統(tǒng)初始化開始啟動(dòng)TC35處理采集器數(shù)據(jù)子程序開啟看門狗是否收到數(shù)據(jù)采集器數(shù)據(jù)是否收到短信息是否收到數(shù)據(jù)采集器數(shù)據(jù)結(jié)束處理接收短消息子程序處理發(fā)送短消息子程序是是是否否否是否定時(shí)時(shí)間處理定時(shí)器中斷子程序圖13 主程序流程圖 A/D軟件設(shè)計(jì)模擬量采集模塊主要是單片機(jī)通過A/D通道采集來自傳感器的信號(hào)，并將信號(hào)進(jìn)行處理。MSP430F149的A/D轉(zhuǎn)換有幾種模式，比如序列通道單次轉(zhuǎn)換、序列通道多次轉(zhuǎn)換[6]。如圖14所示。定時(shí)器A中斷到來停止A/D轉(zhuǎn)換讀取數(shù)據(jù)啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換是否設(shè)置標(biāo)志圖14 A/D采集模塊流程圖 短信息軟件設(shè)計(jì)PDU數(shù)據(jù)包的幀結(jié)構(gòu)SMSCPDUMRDAPIDDCSVPUDLUD在PDU數(shù)據(jù)包的幀結(jié)構(gòu)中，“SMSC”字段為短消息中心的地址,“PDU類型”指明數(shù)據(jù)包類型?！癕R”數(shù)據(jù)包是表示發(fā)出信息,“DA”為目的地址,“PID”為協(xié)議識(shí)別號(hào)。“DCL”為短消息的編碼格式。對(duì)于數(shù)字或者字符采用編碼值為“08”，采用的是“UNICODE”編碼方式?！癡P”表示短消息的有效時(shí)間?！癠DL”表示數(shù)據(jù)內(nèi)容的長(zhǎng)度?！癠D”為具體的短消息內(nèi)容[7]。啟動(dòng)TC35打開串口、檢測(cè)模塊將模塊設(shè)置PDU工作模式讀出通信參數(shù)設(shè)置短信息指示錯(cuò)誤處理初始化結(jié)束是否成功是否成功否否是是圖15 通信初始化流程圖 初始化部分：該部分主要完成A/D轉(zhuǎn)換和定時(shí)器A初始化功能?！M軟件設(shè)計(jì)MSP430單片機(jī)對(duì)SM卡進(jìn)行讀操作時(shí)，需要按照SM卡的讀時(shí)序要求。只要MSP430單片機(jī)能正確模擬SM卡的讀操作時(shí)序就能完成讀操作[8]。如圖16所示對(duì)SM卡的讀操作流程圖。開始寫讀命令（00/01）寫地址數(shù)據(jù)讀數(shù)據(jù)完成圖16 SM讀操作流程圖4 結(jié)論本設(shè)計(jì)主要是無(wú)線方式實(shí)現(xiàn)采集傳輸系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，并設(shè)計(jì)了各個(gè)模塊的功能及短消息發(fā)送的實(shí)現(xiàn)。該設(shè)計(jì)通過以德州儀器公司的MSP430F149芯片為核心，采用各模塊構(gòu)建了MSP430單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)。設(shè)計(jì)從各模塊電路的軟件以及硬件的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)開發(fā)等發(fā)面闡述了實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)的開發(fā)和設(shè)計(jì)過程。設(shè)計(jì)研究的是實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)的基本模塊，這為以后拓展更多的硬件資源提供了基礎(chǔ)，使得MSP430單片機(jī)教學(xué)系統(tǒng)有著更加完善的功能。致謝:本論文所作的工作都是在我的導(dǎo)師黃永華老師的精心指導(dǎo)下完成的。從論文的選題、研究?jī)?nèi)容和方案的確定到整個(gè)研究工作的進(jìn)行以及最后論文撰寫的整個(gè)過程，黃永華老師都傾注了大量的心血和汗水，他淵博的知識(shí)和豐富的工作經(jīng)驗(yàn)給予我莫大的啟迪和幫助。同時(shí)，黃永華老師嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)、積極開拓的工作態(tài)度及其平易近人、胸懷寬廣的做人原則都值得我終生學(xué)習(xí)。老師不僅在科研工作中對(duì)我嚴(yán)格要求，在日常生活中也給予我很關(guān)懷和教導(dǎo)。在此向辛勤培育我的黃永華老師致以崇高的敬意和深深地感謝。參考文獻(xiàn):[1] 李朝青．單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M]．北京航空航天大學(xué)出版社，1998：1125．[2] 沈建華，楊艷琴，翟曉曙．MSP430系列16位超低功耗單片機(jī)原理與應(yīng)用[M]．北京：清華大學(xué)出版社，2004：420421．[3] 段錦．實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究[M]．計(jì)算機(jī)工程，2002，15(4)：606610．[4] 曹丙霞，趙艷華．Protel 99 SE 原理圖與PCB 設(shè)計(jì)[M]．電子工業(yè)出版社．2007：2556． [5] 趙亮．單片機(jī)從入門到精通系列講座單片機(jī)最小系統(tǒng)及I/O應(yīng)用[J]．電子制作，2008，1(2)：1517．[6] 沈建華．MSP430系列16
環(huán)評(píng)公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1