【正文】 我的畢業(yè)指導(dǎo)老師李老師，雖然我們是在開始畢 業(yè) 設(shè) 計 時才認識的 ，但他卻能以一位長輩的風(fēng)范來容諒 我的無知，給我不厭其煩的指導(dǎo)。不積跬步何以至千里，本設(shè)計能夠順利的完成，也歸功于各位任課老師的認真負責(zé)，使我能夠很好的掌握和運用專業(yè)知識，并在設(shè)計中得以體現(xiàn)。通過對系統(tǒng)方案的功能分析，以 MSP430F149 單片機作為系統(tǒng)的核心控制元件。主程序檢測到“ Rev_UART1” 標(biāo)志 變量的值為“ 1”時，表示有來自上位機的數(shù)據(jù)，從“ UART1_RX_BUF[]” 全局緩沖區(qū)里取得來自 上位機的數(shù)據(jù)。i nRX1_Len。 // 發(fā)送數(shù)據(jù)的長度 nTX1_Len = 22。 UART1_TX_BUF[2 * i +1] = (ADC_BUF_Temp7[i] 8)amp。 } //將數(shù)據(jù)由字轉(zhuǎn)換成字節(jié) for (i = 0。 UART1_TX_BUF[21] = 0xaa。 0x00ff)。 //等待緩沖 區(qū)里的數(shù)據(jù)發(fā)送完畢 While(1) { if (nTX1_Flag = = 0) break。 } //設(shè)置幀結(jié)束標(biāo)志 UART1_TX_BUF[20] = 0xaa。i++) { UART1_TX_BUF[2 * i] = (char) (ADC_BUF_Temp5[i] amp。 //設(shè)置中斷標(biāo)志 IFG2 |= UTXIFG1。 0x00ff)。i 10。 // 發(fā)送數(shù)據(jù)的長度 nTX1_Len = 22。 UART1_TX_BUF[2 * i +1] = (ADC_BUF_Temp3[i] 8)amp。 } //將數(shù)據(jù)由字轉(zhuǎn)換成字節(jié) for (i = 0。 UART1_TX_BUF[21] = 0xaa。 0x00ff)。 //等待緩沖區(qū)里的數(shù)據(jù)發(fā)送完畢 基于 MSP430 的單片機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計 27 While(1) ｛ if (nTX1_Flag = = 0) break。 } //設(shè)置幀結(jié)束標(biāo)志 UART1_TX_BUF[20] = 0xaa。i++) { UART1_TX_BUF[2 * i] = (char) (ADC_BUF_Temp1[i] amp。 //設(shè)置中斷標(biāo)志 IFG2 |= UTXIFG1。 0x00ff)。i 10。 //打開中斷 _EINT()。 nTX1_Flag = 0。 Init_TimerB()。 //初始化 Init_CLK()。主程序與A/D 采集中斷服務(wù)程序進行數(shù)據(jù)交互，將得到的數(shù)據(jù)封裝后，與串口中斷服務(wù)程 基于 MSP430 的單片機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計 25 序機型數(shù)據(jù)交互，由串口段程序?qū)?shù)據(jù)發(fā)送到 PC機。 i 10。 for (i = 0。i++) ADC_BUF_Temp4[i] = ADC_BUF4[i]。 i 10。 for (i = 0。i++) ADC_BUF_Temp0[i] = ADC_BUF0[i]。 if (nADC_Count = = 10) { //設(shè)置標(biāo)志 nADC_Flag = 1。 //讀出轉(zhuǎn)換結(jié)果 ADC_BUF5[nADC_Count] = ADC12MEM5。 //讀出轉(zhuǎn)換結(jié)果 ADC_BUF1[nADC_Count] = ADC12MEM1。 int i。 } 中斷服務(wù)程序 該部分主要完成 8 通道模擬數(shù)據(jù)的采集，并且通過定時器 A來控制采集的頻率。 TSCTL += ID0。 //使能 ADC 轉(zhuǎn)換 ADC12CTL0 |= ENC。 //轉(zhuǎn)換模式為：多通道、單次轉(zhuǎn)換 ADC12CTL1 |=CONSEQ_1。 //設(shè)置參考電壓為 AVSS 和 AVCC，輸入通道為 A6 ADC12MCTL6 = INCH_6。 //設(shè)置參考電壓為 AVSS 和 AVCC，輸入通道為 A2 ADC12MCTL2 = INCH_2。= ~(ENC)。 初始化設(shè)置 初始化程序主要包括時鐘初始化， A/D 初始化、串口初始化。下位機也接收來自上位機的的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集的時間間隔通過定時器 B來完成，整個模塊采用的是中斷服務(wù)程序的結(jié)構(gòu)完成。模擬量采集模塊主要是單片機通過 A/D通道采集來自傳感器的信號，將信號進行處理。 圖 411 打開工程的 Options選項卡 基于 MSP430 的單片機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計 19 圖 412 設(shè)置 Options選項卡 第五步 :編譯工程 點擊圖 413中紅圈內(nèi)的 “Compile” 和 “make” 對工程進行編譯 。 修改后如圖 48所示 .然后點擊左上角的 save all菜單如圖 49所示，彈出保存工作區(qū)間 對話框如圖 410所示，在對話框中設(shè)置好工作區(qū)間的保存路勁及工作區(qū)間的名稱，點擊 “ 保存按鈕保存退出，返回圖 48所示的界面。出現(xiàn)圖 42 界面。 Open existing workspace:打開已經(jīng)存在的工作站。 第一步：創(chuàng)建新工作站 打開 IAR Embedded Workbench。 它有如下一些特點。 基于 MSP430 的單片機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計 13 4 基于 MSP430 單片機采集系統(tǒng)軟件開發(fā) 該系統(tǒng) 采用的開發(fā)環(huán)境是 IAR Embedded ,Embedded Workbenchfor MSP430 是 IAR Systems 公司為 MSP430 微處理器開發(fā)的一個集成開發(fā)環(huán)境。 基于 MSP430 的單片機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計 12 串口通信 的電路圖 圖 311串口通信的電路圖 由圖 311 所示 ，通過一個 上拉電阻 R208 將 SHDN/管腳拉高，使該芯片一直處于工作狀態(tài)，如果系統(tǒng)需要處于低功耗狀態(tài)，也可以通過單片機來控制該管腳，工作的時候?qū)⒃摴苣_設(shè)置為低電平，需要處于低功耗的時候?qū)⒃摴苣_設(shè)置為高電平，這樣很容易實現(xiàn)控制。 圖 39串口通信框圖 MSP430 單片機 SP3220 PC 基于 MSP430 的單片機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計 11 芯片 選擇 SP3220 是一款低功耗的 RS232 驅(qū)動芯片，該芯片有以下特性： （ 1） 寬電壓供電，供電電壓為： — ； （ 2） 上傳速率可達 235Kbps； （ 3） 低功耗的電流為 1uA； （ 4） 增強性 ESD 規(guī)范 。 串口通信電路部分設(shè)計 該系統(tǒng)實現(xiàn)串口模塊主要是與上位機進行通信，單片機系統(tǒng)將采集到的數(shù)據(jù)送到上位機進行處理，從而減輕單片機系統(tǒng)的處理負擔(dān)。 圖 37 模擬信號 采集前端部分 ，圖 38為模擬量采集具體的電路。 ? 空氣流量傳感器是測定吸入發(fā)動機的空氣流量的傳感器。其特點是：測量快速準(zhǔn)確、靈敏度高、性能穩(wěn)定、可預(yù)置 K 值、直接顯示并輸出粉塵質(zhì)量濃度。 ? DS18B20 數(shù)字溫 度傳感器是美國 Dallas 公司繼 DS1820 之后推出的增強型單總線溫度傳感器，它具有體積更小、精度更高、適用電壓更寬、可組網(wǎng)等優(yōu)點，該溫度傳感器可廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的環(huán)境溫度監(jiān)測 ， 取得了良好的測溫效果。 MAX809 適用于低電平有效的復(fù)位輸 出MAX809 適用于高電平有效的復(fù)位輸出 。 MAX809 芯片 是一種單一功能的微處理器復(fù)位芯片 ，用于監(jiān)控微處理器（ uP）、微控制器（ uC）以及其他邏輯系統(tǒng)的電源電壓。 圖 34 LM317電源電路 注意： 為 了 減小電源噪聲， 應(yīng) 給各個電源均加上濾波電容，一般取 10μF和 μF 的大小電容組合。當(dāng)然還要避免輸出端短路。使用輸出電容能改變瞬態(tài)響應(yīng)。此外它的線性調(diào)整率和負載調(diào)整率也比標(biāo)準(zhǔn)的固定穩(wěn)壓器好。 圖 33單片機電路 電源部分設(shè)計 電源部分 是整個系統(tǒng)的關(guān)鍵，系統(tǒng)以 LM317 芯片 作為電源供電設(shè)計的核心 。 單片機 MSP430F149 的 、 端口分別與串口通信模塊 T1IN、 ROUT 連接； DVCC 與電源 的輸出口相接 ； RST/NIMI 與復(fù)位模塊的 RESET/端口相連 ； 分別與傳感器模擬量 AIN1AIN7 端口相連。 （ 1） P1,P2 端口： I/O,中斷功能 ,其他片內(nèi)外設(shè)功能如定時器、比較器； （ 2） P3,P4， P5， P6端口： I/O,其他片內(nèi)外設(shè)功能如 SPI、 UART 模式， A/D轉(zhuǎn)換等； （ 3） S,COM 端 口： I/O,驅(qū)動液晶。支持外部擴展存儲器是將來性能增強的目標(biāo)。對 CGl、 CG2訪問的尋址模式可以區(qū)分常數(shù)的數(shù)據(jù)。 CPU 由一個 16 位的 ALU、 16 個寄存器和一套指令控制邏輯組成。因此，該系統(tǒng)選用了 MSP430 單片機 。系統(tǒng)整體電路設(shè)計如圖 3－ 1所示 。 計 通過 節(jié)的功能分析，本系 統(tǒng)采用模塊化的設(shè)計思路，以 MSP430F149 單片機作為 系統(tǒng) 的核心控制元件 ，軟件 開發(fā) 以 IAR Systems 公司 的 Embedded Workbenchfor MSP430 為 集成開發(fā)環(huán)境 ， 系統(tǒng)設(shè)計方案如圖 21所示 。 基于 MSP430 的單片機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計 2 MSP430F149 單片機 采集 傳感器 PC（上位機） 復(fù)位模塊 8 路 A/D 外設(shè) 及參考電壓輸入 口 串口通信模塊 電源模塊 2 基于 MSP430 單片機采集系統(tǒng)的設(shè)計方案 基于 MSP430 單片機采集系統(tǒng)需求分析 為了使該采集系統(tǒng)能更好地使用目前的數(shù)據(jù)采集，基于 MSP430 單片機的采集系統(tǒng)應(yīng)具有以下功能 ： ⑴ 遠端控制功能。 論文主要 內(nèi)容和結(jié)構(gòu) 本論文中主要介紹了多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計及實現(xiàn)方法； 并且闡述 了 所用器件的工作原理、主要特點、硬件電路設(shè)計和軟件設(shè)計 ,是一個具有完整功能的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 。 自從 1996 年 TI 公司推出的 16 位、具有超低功耗和豐富的片上外圍模塊的 MSP430 系列單片機，該系列單片機就以其低功耗特性被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、電子儀表以及消費類電子等產(chǎn)品中。 在許多工業(yè)測控機械、醫(yī)療儀器以及消費電子產(chǎn)品中，都對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的實時性與功耗提出了更高的要求：即在滿足微功耗、微型化的總體設(shè)計原則的基礎(chǔ)上，又要能實時反映現(xiàn)場 采集數(shù)據(jù)的變化。 sensor。 analog data acquisition through the onchip A / D conversion channels and the acquisition of external sensors connected。該系統(tǒng)采用了模塊化的設(shè)計思想 ，系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計包括 主控電路設(shè)計、電源部分設(shè)計、模擬量采集電路部分設(shè)計、復(fù)位電路部分設(shè)計、串口通信電路部分設(shè)計五部分。電源電路為整個提供 電源電壓，復(fù)位電路采用 MAX809 芯片實現(xiàn)對單片機的復(fù)位，具有很高的可靠性；模擬量數(shù)據(jù)采集 通過片內(nèi)的 A/D 轉(zhuǎn)換通道與外部的采集傳感器進行連接 ；單片機電路主要是完成與其它電路的接口， 采集系統(tǒng)采集得到數(shù)據(jù)后，通過 UART 串口將數(shù)據(jù)送到上位機上去，可以將數(shù)據(jù)交給上位機進行處理，從而降低采集系統(tǒng)的負擔(dān)，并且也可以避免采集系統(tǒng)的海量存儲器 ； 軟件開發(fā)部分采用 C 語言編程，軟件開發(fā)以 IAR Systems 公司 Embedded Workbench for MSP430 為 集成開發(fā)環(huán)境 ，達到了采集到的數(shù)據(jù)能在 PC 機上顯示、存儲、繪制曲線、同時 PC機能給單片機發(fā)送控制命令等功能。 SCM circuit is mainly done with the other circuits of the interface data acquisition system are collected through the UART serial data up to the host puter, the data can be processed to the host puter, thereby reducing the burden of collection system, and also to avoid cap