【正文】 2OUT 輸出 第三部分是供電： 15 腳 DNG、 16 腳 VCC（ +5v）。 2. MCU 與 MAX3232 連接關(guān)系示意圖如圖 36 所示 。 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 圖 36 MCU 與 MAX3232 的連接圖 MSP430F149片內(nèi)集成了兩個(gè) UART端口，這里使用了它的 UART0端口，MCU通過(guò) UTXD0()向 PC機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，通過(guò) URXD0()接收來(lái)自 PC機(jī)的數(shù)據(jù)。在 TX線上有一個(gè)綠色 LED， RX線 上有一個(gè)紅色 LED，當(dāng) MCU通過(guò) MAX3232與 PC機(jī)通信時(shí)，兩個(gè) LED會(huì)根據(jù)通信線上電平的變化而閃爍發(fā)光，指示通信的進(jìn)行。 DAC 電路 DAC5571 是一款低功耗、單通道、 8Bit 分辨率的緩沖型電壓輸出數(shù)模轉(zhuǎn)換器。上電復(fù)位以后，它固定輸出 0V 電壓； ~ 的寬供電電壓，通過(guò) I2C接口與 MCU 連接、支持高達(dá) 的通信速率，輸出快速更新速率 188KSPS。MCU 與 DAC5571 的連接關(guān)系示意圖如圖 37 所示。 圖 37 MCU 與 DAC5571 的連接圖 MCU 的 、 端口與 DAC5571 的 SDA、 SCK 端口連接，通過(guò)在兩個(gè)西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 GPIO 上模擬 I2C 時(shí)序從而實(shí)現(xiàn)對(duì) DAC 的操作。從圖可以看到， DAC5571 的輸出端 Vout 連接到了跳線座 P7 的第 1 腳。如果用短路帽將跳線座的 1 腳和 2 腳連接，則 DAC 的輸出直接驅(qū)動(dòng) LED，可以通過(guò) LED 亮度的變化直觀地觀察到 DAC輸出電壓值的變化；如果保持 1 腳和 2 腳斷開(kāi)，則用戶(hù)可以使用電壓表測(cè)量 1腳和 3 腳之間的電壓，從而得知 DAC 輸出的準(zhǔn)確數(shù)值。 USB 接口電路 我們使用了 PHILIPS 公司的 PDIUSBD12 芯片作為 USB 接口的驅(qū)動(dòng)芯 片，D12 是一款性能優(yōu)良、使用簡(jiǎn)單且具有很高性?xún)r(jià)比的 USB 驅(qū)動(dòng)芯片。 USB 部分電路圖以及 MCU 與 D12 的連接關(guān)系見(jiàn)圖 38。 圖 38 USB 驅(qū)動(dòng)電路原理圖 從上圖可見(jiàn)， MCU的 P6端口與 D12的數(shù)據(jù)端口一一對(duì)應(yīng)連接，通過(guò)一個(gè)74HC573的隔離緩沖以后 MCU的四個(gè) IO與 D12的四個(gè)控制端口的連接關(guān)系如下：?WR_N， ?RD_N， ?A0， ?CS_N。因?yàn)?MSP430系列單片機(jī)沒(méi)有外部總線接口，所以需要上面的四個(gè) IO與 P6口配合模擬數(shù)據(jù) /地址復(fù)用的總線讀寫(xiě)時(shí)序， 從而實(shí)現(xiàn)對(duì) D12的操作。此外， D12的 INT_N端口通過(guò)跳線與 MCU的，用于 D12向 MCU請(qǐng)求中斷處理；這里使用跳線的連接是為了避免INT_N端口輸出的低電平對(duì)流水燈電路造成影響，所以在不使用 USB接口電路時(shí)一定要將 J7跳線座上的短路帽拔下。出于方便用戶(hù)測(cè)試的考慮，我們將 D12的CLKOUT端口引出，連接到了測(cè)試接口 P18的一端。 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 JTAG 調(diào)試接口及 JTAG 下載線介紹 本學(xué)習(xí)板的 JTAG調(diào)試接口遵循 TI原廠 JTAG仿真器的規(guī)定，采用 的 14腳雙排插針座，引腳連接關(guān)系與 TI原廠仿真器保持一致 . 表 32 JTAG調(diào)試端口的引腳定義引腳號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 TDO VCC TDI TMS TCK GND RST 硬件仿真采用 JTAG 下載線，因?yàn)?IAR 軟件支持 JTAG 下載線在線調(diào)試，本設(shè)計(jì)是仿真器通過(guò) PC 機(jī)的并口仿真。如圖 39 所示， JTAG 接口是一個(gè)十四引腳雙排插座。 圖 39 JTAG 下載線 OE1A12Y118A24Y216A36Y314A48Y412VDD20GND10U2A HC244OE19A111Y19A213Y27A315Y35A417Y43U2BHC24411421531641751861972082192210231124122513J2DB2533KR16330R133KR3330R9330R15R21Res2330R7330R6330R533KR433KR1033KR833KR1133KR1233KR1433KR18Q1NPN103C1 GNDGND1 23 45 67 89 1011 1213 14JP1Header 7X233KR17200KR13Res2200KR2西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 MSP430F149 單片機(jī)與 HMC5883L 模塊的連接 設(shè)計(jì)選用 HMC5883L 集成模塊，該模塊集成了傳感器所需的電阻電容等外圍器件直接采用 或 5V 供電。能直接與 MSP430F149 單片機(jī)進(jìn)行通信 SDA為串行數(shù)據(jù) IIC 總線主 /從數(shù)據(jù)， SCL 為串行時(shí)鐘 —IIC 總線主 /從時(shí)鐘。 選用 MSP430F149 單片機(jī)的 與 模擬 IIC 通信接口， MSP430F149與 HMC5883L 的連接圖如下： HMC5883L 模塊 MSP430 單片機(jī) 圖 310 連接圖 由于考慮到數(shù)字信號(hào)在 IIC 通信過(guò)程中有可 能受到外界干擾，本文根據(jù)數(shù)字信號(hào)可耦合傳送，利用 74LS237 數(shù)據(jù)緩沖器，采取光電耦合的辦法，傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)，如圖 314 所示 74LS237 連接在輸入端。 圖 311 耦合傳送 電路 LCD1602 液晶屏模塊 1602 液晶也叫 1602 字符型液晶它是一種專(zhuān)門(mén)用來(lái)顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等SDA SCL 端入輸端出輸V5+ V5++西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 的點(diǎn)陣型液晶模塊它有若干個(gè) 57 或者 511 等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符。每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔每行之間也有間隔起到了字符間距和行間距的作用，正因?yàn)槿绱怂运荒茱@示圖形。 1602LCD 是指顯示的內(nèi)容為 162,即可以顯示兩行，每行 16 個(gè)字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字）。其引腳圖和引腳說(shuō)明如下： 1 2 3 4567 8 910111213141516VSSVCCV0RSR/WEDB0DB1DB2DB3DB4DB5DB6DB7BLABLKL C D 1 6 0 2 圖 312 LCD1602 引腳圖 第 1 腳： VSS 為電源地。 第 2 腳： VDD 接 5V 電源正極。 第 3 腳： V0 為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高（對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生 ―鬼影 ‖，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè) 10K 的電位器調(diào)整對(duì)比度）。 第 4 腳： RS 為寄存器選擇，高電平 1 時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平 0 時(shí)選擇指令寄存器。 第 5 腳： RW 為讀寫(xiě)信號(hào)線，高電平 (1)時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平 (0)時(shí)進(jìn)行寫(xiě)操作。 第 6 腳： E(或 EN)端為使能 (enable)端。 第 7～ 14 腳： D0～ D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)端。 第 15～ 16 腳：空腳或背燈電源。 15 腳背光正極， 16 腳背光負(fù)極。 LCD1602 內(nèi)置了 DDRAM（顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ) RAM）、 CGROM（字符存儲(chǔ) ROM）和 CGRAM（用戶(hù)自定義 RAM）。 DDRAM 就是顯示數(shù)據(jù) RAM，用來(lái)寄存待顯西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 示的字符代碼。共 80 個(gè)字節(jié)，其地址和屏幕的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表： 圖 313 RAM地址映射圖 1602 液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器（ CGROM)已經(jīng)存儲(chǔ)了 160 個(gè)不同的點(diǎn)陣 字符圖形，如附錄 C 所示，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫(xiě)、常用的符號(hào)、和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，也就是說(shuō)想要在LCD1602 屏幕的第一行第一列顯示一個(gè) ―A‖字 ,就要向 DDRAM 的 00H 地址寫(xiě)入―A‖的代碼就行了 ,比如大寫(xiě)的英文字母 ―A‖的代碼是 01000001B（ 41H），顯示時(shí)模塊把地址 41H 中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來(lái)，我們就能看到字母 ―A‖。 其基本操作時(shí)序： 讀狀態(tài)輸入： RS=L， RW=H， E=H，輸出： DB0～ DB7=狀態(tài)字 寫(xiě)指令輸入： RS=L， RW=L， E=下降沿脈沖， DB0～ DB7=指令碼，輸出：無(wú) 讀數(shù)據(jù)輸入： RS=H， RW=H， E=H 輸出： DB0～ DB7=數(shù)據(jù) 寫(xiě)數(shù)據(jù)輸入： RS=H， RW=L， E=下降沿脈沖， DB0～ DB7=數(shù)據(jù)，輸出：無(wú) 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 圖 314讀操作時(shí)序 圖 315 寫(xiě)操作時(shí)序 數(shù)據(jù)指針設(shè)置： 表 33 數(shù)據(jù)指針設(shè)置表 指令碼 功能 80H+地址碼（ 027H， 40H67H） 設(shè)置數(shù)據(jù)地址指針 在 1602 中我們就用前 16 個(gè)就行了 ,第二行也一樣用前 16 個(gè)地址。我們往DDRAM 里的 00H 地址處送一個(gè)數(shù)據(jù)，譬如 0x31(數(shù)字 1 的代碼 )并不能顯示 1出來(lái)。這是令初學(xué)者很容易出錯(cuò)的地方，原因就是如果你要想在 DDRAM 的 00H西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 地址處顯示數(shù)據(jù)，則必須將 00H 加上 80H，即 0x80+0x00，若要在 DDRAM 的01H 處顯示數(shù)據(jù)，則必須將 01H 加上 80H 即 0x80+0x01,依次類(lèi)推。 在此， LCD1602 用法及注意事項(xiàng)就簡(jiǎn)單的介紹到這里， 1062 從 CGROM 表上可以看到，表里面實(shí)際還有 8 個(gè)字節(jié)可用。如果我們要想顯示這 8 個(gè)用戶(hù)自定義的字符，操作方法和顯示 CGROM的一樣，先設(shè)置 DDRAM 位置，再向 DDRAM寫(xiě)入字符碼，顯示是直接取 CGRAM 的數(shù)據(jù)。這里沒(méi)用用到在 此不在贅述起原理方法。下面是 1602 與單片機(jī)的連線圖（附錄 2）。 表 34引腳對(duì)應(yīng)關(guān)系 LCD 引腳 RS R/W E D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 MSP430 引腳 P4,.4 HMC5883L 的校準(zhǔn)及自測(cè) 電子指南針主要是通過(guò)感知地球磁場(chǎng)的存在來(lái)計(jì)算磁北極的方向。然而由于地球磁場(chǎng)在一般情況下只有微弱的 高斯，而一個(gè)普通的手機(jī)喇叭當(dāng)相距 2 厘米時(shí)仍會(huì)有大約 4 高斯的磁場(chǎng)，一個(gè)手 機(jī)馬達(dá)在相距 2 厘米時(shí)會(huì)有 6 高斯的磁場(chǎng)，這一特點(diǎn)使得針對(duì)電子設(shè)備表面地球磁場(chǎng)的測(cè)量很容易受到電子設(shè)備本身的干擾。 磁場(chǎng)干擾是指由于具有磁性物質(zhì)或者可以影響局部磁場(chǎng)強(qiáng)度的物質(zhì)存在，使得磁傳感器所放置的位置上的地球磁場(chǎng)發(fā)生了偏差。如圖所示，在磁場(chǎng)傳感器的X， Y， Z 坐標(biāo)系中，綠色的圓表示地球磁場(chǎng)矢量繞 Z 軸圓周轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中在 XY平面內(nèi)的投影軌跡，在沒(méi)有外界任何磁場(chǎng)干擾的情況下，此軌跡將會(huì)是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的以 O（ 0， 0）為中心的圓。當(dāng)存在外界磁場(chǎng)干擾的情況時(shí)，測(cè)量得到的磁場(chǎng)強(qiáng)度矢量 a 將為該點(diǎn)地球磁場(chǎng) b 與干擾 c 的矢量和。磁傳感器 X， Y 坐標(biāo)以及磁力線投影軌跡如圖 316 所示。 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 圖 316 磁場(chǎng)干擾偏轉(zhuǎn)圖 為確定 HMC5883L 是否能正常運(yùn)行，其配備了自測(cè)功能模塊以激勵(lì)傳感器偏移帶產(chǎn)生一個(gè)待測(cè)的標(biāo)稱(chēng)磁場(chǎng)強(qiáng)度