基于msp430單片機的低功耗數(shù)字式直流電壓表設計(編輯修改稿)
2025-07-24 18:07 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 單片機最小系統(tǒng)電路、量程選擇電路以及OLED顯示接口電路四部分。 圖3 電源電路圖如上圖3，電源電路電壓有P2端口輸入。通過撥動開關(guān)S3控制電路的供電與斷電。~15V，%，%。LED1為電源指示燈，可通過燈的亮滅來判斷電源電路是否正常工作。 圖4單片機最小系統(tǒng)電路圖如上圖4所示，最小系統(tǒng)由 MSP430G2553，復位電路，震蕩電路組成。MSP430G2553是系統(tǒng)設。計的核心器件。通過程序控制，由自帶的10位AD轉(zhuǎn)換電路完成電壓的采集，對采集信息處理換算后，采用模擬SPI模式把電壓發(fā)信息至OLED顯示。單片機最小系統(tǒng)端端口定義如下表1。 表1 單片機I/O引腳定義引腳號引腳名接口說明備注1VCC電源正端2P10 OLED SCLOLED 串行通信時鐘4P11OLED SDA OLED 串行數(shù)據(jù)5P12OLED RSTOLED 復位6P13 OLED DC11P14 按鍵16RST 復位20GND 電源地 OLED顯示接口電路分析OLED顯示模塊接口與單片機通信采用模擬SPI方式，減少了單片機I/O口的消耗，同時使電路變的更簡單。 圖5 OLED顯示模塊接口電壓量程由撥動開關(guān)SX選擇，分為0~3V、0~12V,，撥動開關(guān)撥到12V量程檔，避免燒壞單片機。由R4=30K,R5=10K知，當開關(guān)撥至1端時，單片機檢測到的電壓為輸入電壓的1/4,將采集到的電壓數(shù)據(jù)x4即可得到實際的電壓值。當撥動開關(guān)撥至3端時，單片機采集到的電壓便為實際的輸入電壓。 圖6 量程選擇電路圖 圖7 主函數(shù)流程圖系統(tǒng)初始化開啟ADC轉(zhuǎn)換開始3. 程序設計 主函數(shù)的流程框圖如圖7所示。主函數(shù)主要是調(diào)用系統(tǒng)初始化函數(shù)和循環(huán)開啟ADC轉(zhuǎn)換，這是由于ADC10采用單通道單次轉(zhuǎn)換模式，每次采樣后需要重新開啟ADC，才會進行下一次信號采樣轉(zhuǎn)換。另外，信號的采樣與處理以及電壓值的顯示都是通過中斷來完成。 系統(tǒng)初始化的流程框圖如圖8所示。該函數(shù)對看門狗的工作模式、所需的I/O口以及ADC10和OLED顯示進行定義或初始化配置。 ADC初始化函數(shù) ADC初始化的流程框圖如圖9所示。該函數(shù)的任務是對轉(zhuǎn)換控制寄存器ADC10CTL0和ADC10CTL1的初始化配置。其中，ADC10CTL0 需要配置的是ADC10的開關(guān)、采樣周期、參考電壓、ADC10中斷使能；而ADC10CTL1則只需要對外部采樣通道和ADC的工作模式進行選擇。 OLED屏初始化OLED顯示屏初始化的流程框圖如圖10所示。完成對OLED寫命令和OLED顯示屏界面的初始化。結(jié)束 OLED初始化開始 寫指令圖10 OLED初始化OLED顯示初始化結(jié)束ADC初始化開始ADC10CTL0amp。=~ENC圖8 ADC初始化流程圖ADC10CTL0|=ADC10ONADC10CTL0|=SREF_0ADC10CTL0|=ADC10IEADC10CTL1|=INCH_4+CONSEQ_0_EINT( )結(jié)束系統(tǒng)初始化開始設看門狗為定時器模式圖9 系統(tǒng)初始化流程圖使能看門狗中斷~選擇電壓量程ADC初始化液晶屏初始化 中斷函數(shù)用到了ADC中斷函數(shù)和看門狗中斷函數(shù)。ADC中斷函數(shù)的流程框圖如圖11所示，每4個ADC10CLKS周期會產(chǎn)生一次中斷，ADC10會將采集到的電壓值自動保存在轉(zhuǎn)換存儲寄存器ADC10MEM中，直接讀取該寄存器就可以取出數(shù)據(jù)，再通過固定的轉(zhuǎn)換公式轉(zhuǎn)換成測得的電壓值。看門狗中斷函數(shù)的流框圖如圖12所示，每隔1s會產(chǎn)生一次中斷，更新液晶屏顯示的電壓值。結(jié)束ADC中斷開始讀取采樣數(shù)據(jù)圖11 ADC中斷流程圖處理數(shù)據(jù) 結(jié)束看門狗中斷開始OLED顯示圖12 看門狗中斷流程圖流程圖4. 數(shù)據(jù)測量 如表2是所示為,。為使電路正常工作。表3為電壓檢測測量數(shù)據(jù)記錄，由表可以看出在3V至12V時，分壓電壓/輸入電壓均非常接近1/4,證明了量程選擇電路能準確的對測量電壓進行分壓測試。由表中前幾組數(shù)據(jù)可以看出電壓測量分辨率,達到了設計要求，通過統(tǒng)計求均值可得出測量誤差2%。表2 穩(wěn)壓電路輸出電壓測試數(shù)據(jù) 表3 電壓檢測量數(shù)據(jù)記錄 輸入(V) 輸出(V) 輸入電壓(V)分壓電壓(V)顯示電壓（V） 5. 心得體會經(jīng)過幾周的努力，終于把
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