【正文】 網(wǎng)站資源：利爾達(dá)電子： 中國(guó)電子網(wǎng)： 串口通信技術(shù)網(wǎng)站： SRWF108無(wú)線模塊網(wǎng)站 ： 1 胡大可 .MSP430系列 FLASH型超低功耗 16 位單片機(jī) 北京航空航天大學(xué)出版社， 2022 1 石海東 .單片機(jī)數(shù)據(jù)通 信技術(shù)從入門到精通 西安：西安電子科技大學(xué)出版社， 2022 1單片機(jī)典型模塊設(shè)計(jì)實(shí)例導(dǎo)航 求是科技 人民郵電出版社， 2022 1 MSP430單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)典型實(shí)例 秦龍 中國(guó)電力出版社， 2022 。 最后，要感謝評(píng)閱、評(píng)議論文和出席論文答辯會(huì)的各位老師同學(xué)，感謝他們?cè)?百忙的工作中能給予指導(dǎo)。感謝 朱東濤 、唐相元 等同學(xué)對(duì)我的關(guān)心和幫助，大家共同學(xué)習(xí)，互幫互助，度過(guò)了許多難忘的時(shí)光。 第一章 引言 25 在論文撰寫過(guò)程中，曾得到許多老師和同學(xué)的幫助，在此不勝感激。他的言傳身教將使我終生受益。但是論文中所采用的基本算法， 軟件結(jié)構(gòu)，具體程序和部分硬件系統(tǒng)已經(jīng)基本成功。 由于實(shí)際實(shí)驗(yàn)條件的限制，這套系統(tǒng)沒(méi)有作總體完整系統(tǒng)的實(shí)際測(cè)試。另外，選用的傳感器有些還存在急需改進(jìn)的方面。 目前的實(shí)際測(cè)試也顯示出了一些問(wèn)題。從廣度上說(shuō)，能夠通過(guò)靈活的軟件的變化調(diào)整系統(tǒng)的功能設(shè)置，以 滿足不同領(lǐng)域的用戶對(duì)功能上的不同要求。 通過(guò)初步的室內(nèi)模擬測(cè)試表明，本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想是可行的。該系統(tǒng)具有一定的通用性，它通過(guò)片內(nèi)的 A/D轉(zhuǎn)換通道與外部的采集傳感器進(jìn)行連接，通過(guò) P2 口實(shí)現(xiàn)數(shù)字量和模擬量的采集。 第五章 總結(jié) 本文介紹了雙級(jí)監(jiān)控管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)以及無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)在該系統(tǒng)中的應(yīng)用。這樣可以避免不必要的麻煩，提高調(diào)試效率，縮短通信接口的開(kāi)發(fā)周期。 第一章 引言 24 連機(jī)調(diào)試 最后，各模塊調(diào)試完畢后，為了整個(gè)系統(tǒng)的正常工作，需要將上位機(jī)和下位機(jī)結(jié)合起 來(lái)進(jìn)行調(diào)試。 單步和斷點(diǎn)調(diào)試后，還應(yīng)進(jìn)行連續(xù)調(diào)試，這是因?yàn)閱尾竭\(yùn)行只能驗(yàn)證程序的正確與否，而不能確定定時(shí)精度、 CPU的實(shí)時(shí)響應(yīng)等問(wèn)題。在這階段若發(fā)生故障，考慮各子程序在運(yùn)行時(shí)是否破壞現(xiàn)場(chǎng)，緩沖單元是否發(fā)生沖突，零位的建立和清除在設(shè)計(jì)上有 否失誤，堆棧區(qū)域有否溢出，輸入設(shè)備的狀態(tài)是否正常，等等。在調(diào)試過(guò)程中不斷調(diào)整系統(tǒng)的軟件和硬件，逐步通過(guò)一個(gè)個(gè)程序模塊。調(diào)試手段采用了單步運(yùn)行方式和斷點(diǎn)運(yùn)行方式，通過(guò)檢查用戶系統(tǒng) CPU的現(xiàn)場(chǎng)、 RAM的內(nèi)容和 I/O 口的狀態(tài)，檢測(cè)程序執(zhí)行結(jié)果是否符合設(shè)計(jì)要求。數(shù)據(jù)采集電路調(diào)試 178。主要包括以下幾個(gè)模塊： 178。上位機(jī)能夠正確的按預(yù)定結(jié)果發(fā)送與接收數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)，可靠，表明上位機(jī)軟件的設(shè)計(jì)取得了滿意的效果。上位機(jī)軟件的關(guān)鍵是使其能夠?qū)崿F(xiàn)串口通信功能，能夠把接收的數(shù)據(jù)用正確的格式顯示，能夠選擇適當(dāng)?shù)母袷桨l(fā)送數(shù)據(jù)。系統(tǒng)的軟件調(diào)試分為上位機(jī)軟件調(diào)試和下位機(jī)軟件的調(diào)試。 第一章 引言 23 系統(tǒng)軟件的調(diào)試、分析 軟件調(diào)試與所選用的軟件結(jié)構(gòu)和程序設(shè)計(jì)技術(shù)有關(guān)。 4）電源故障 若樣機(jī)中存在電源故障，則加電后將造成器件損壞。 2）器件失效 元器件失效的原因有兩個(gè)方面：一是器件本身已損壞或性能不符合要求；二是由于組裝錯(cuò)誤造成的元器件失效，如電解電容、二極管的極性錯(cuò)誤，集成塊安裝方向錯(cuò)誤等。這類錯(cuò)誤包括：錯(cuò)線、開(kāi)路、短路等幾種，其中短路是最常見(jiàn)的故障。系統(tǒng)的硬件調(diào)試相對(duì)簡(jiǎn)單，先調(diào)試電源電路和復(fù)位電路，只要這兩部分能正常工作，再進(jìn)行單片機(jī)的調(diào)試，如果單片機(jī)的晶振能夠起振，則整個(gè)硬件的單片機(jī)部分沒(méi)有什么大的問(wèn)題。硬件的調(diào)試是基礎(chǔ)，如果硬件調(diào)試不通過(guò)，軟件設(shè)計(jì)則是無(wú)從做起。其中下位機(jī) 系統(tǒng)的硬件調(diào)試和軟件調(diào)試是分不開(kāi)的，許多硬件錯(cuò)誤是在軟件調(diào)試中被發(fā)現(xiàn)和糾正的。數(shù)據(jù)的采集和上位機(jī)數(shù)據(jù)的接收由中斷程序來(lái)完成。程序流程圖如圖 9 所示。主處理模塊首先完成系統(tǒng)的初始化工作，初始化后進(jìn)入主循環(huán)處理，在循環(huán)過(guò)程中程序獲得采集模塊的數(shù)據(jù)，并將其處理，然后將處理結(jié)果進(jìn)行顯示或通過(guò)按鍵傳輸?shù)缴衔粰C(jī)。 TA 定時(shí)器定時(shí)察看溫度緩沖區(qū)數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)速緩沖區(qū)數(shù)據(jù)，將他們處理后送入顯示緩沖區(qū)和發(fā)送緩沖區(qū)。否則會(huì)跳不出中斷。鍵盤中斷負(fù)責(zé)將發(fā)送緩沖區(qū)數(shù)據(jù)向上位機(jī)發(fā)送，鍵盤中斷脈沖觸發(fā)后，該子程序?qū)⒄{(diào)用串口數(shù)據(jù)發(fā)送子程序，完成數(shù)據(jù)向上位機(jī)的送任務(wù)。 中斷子程序 中斷子程序包括 ADC10 模塊中斷子程序， P2 口中斷子程序，鍵盤中斷子程序， UARST接收中斷子程序， TA中斷子程序。接收數(shù)據(jù)完畢后，進(jìn)行數(shù)據(jù)判斷，如果是程序中定義的命令數(shù)據(jù)，將會(huì)調(diào)用相應(yīng)的子程序處理模塊。當(dāng)接收中斷觸發(fā)后，接收子程序首先判斷接收標(biāo)志 RX_FLG 是否為零，為零則開(kāi)始接收數(shù)據(jù)，不為零則正在接收過(guò)程中。通過(guò)設(shè)置 P3SEL寄存器的相應(yīng)的位來(lái)使能 UART功能，設(shè)置 ME2和 IE2寄存器的相應(yīng)位打開(kāi)中斷，設(shè)置 UTCTL0寄存器實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘源的選擇，設(shè)置寄存器 UBR00， UBR01來(lái)實(shí)現(xiàn)通信波特率的設(shè)置等等，這些初始化設(shè)置都包含在 INIT 子程序中。 第一章 引言 21 串口通信模塊 串口通信模塊主要是完成單片機(jī)與上位機(jī)的通信，從而將采集得到的數(shù)據(jù)送到上位機(jī)進(jìn)行處理，同時(shí)還可以接收上位機(jī)發(fā)送的命令控制數(shù)據(jù)。該子程序定義了一數(shù)據(jù)表 LED_TAB，這樣要顯示一個(gè)數(shù)字，只要根據(jù)數(shù)據(jù)表的下標(biāo)地址就可取得數(shù)據(jù)，然后直接送到顯示緩沖區(qū)，從而實(shí)現(xiàn)顯示。端口初始化部分包含在 INIT初始化子程序中。 P1口提供要顯示的數(shù)據(jù)， P3 口的 、 、 74LS138譯碼器用來(lái)控制 LED 數(shù)碼管的選通狀態(tài)。 顯示模塊 該部分主要完成數(shù)據(jù)的顯示功能。 傳感器采集的轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò) 74HC14 施密特觸發(fā)器整形后送入單片機(jī)的 P2口，單片機(jī)每當(dāng)收到一個(gè)轉(zhuǎn)速脈沖后便產(chǎn)生一次中斷，由 P2口的中斷子程序?qū)Υ嗣}沖中斷信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)。從綜合效果看， M/T 法是較好的測(cè)量方法。其中 M法適用于高速測(cè)量， T法適于低速測(cè)量，考慮高速和低速時(shí)的綜合性能 M/T 法最好。 2) 轉(zhuǎn)速采集 目前，常用的數(shù)字式轉(zhuǎn)速測(cè)量的方法主要有 3種，分別是 M法（頻率法）、T法（周期法）、和 M/T法（頻率 /周期法）。 ADC10 的中斷子程序先把寄存器 ADC10MEM 的值轉(zhuǎn)化為攝氏溫度值，再將測(cè)試溫度值轉(zhuǎn)化為 BCD碼送入溫度緩沖區(qū)。 第一章 引言 20 1) 溫度采集 該部分通過(guò) MSP430F1232 片內(nèi)的 A/D 轉(zhuǎn)換器來(lái)完成溫度數(shù)據(jù)的采集任務(wù)，采集的模擬參考電壓使用片內(nèi)的參考電壓。 // 使能轉(zhuǎn)換對(duì)于系統(tǒng)模塊的初始化編程，只需通過(guò)設(shè)置相應(yīng)模塊的寄存器就可以使其進(jìn)行正確的工作。 // 選擇通道A10，即片內(nèi)溫度傳感器輸出 ADC12IE |= 0x01。// 設(shè)置 ADC12 的內(nèi)部參考電壓 ADC12CTL1 = SHP。其程序框架如圖 9 所示： 第一章 引言 19 圖 9 下位機(jī)程序流程圖 系統(tǒng)初始化 系統(tǒng)初始化模塊主要包括：系統(tǒng)時(shí)鐘模塊初始化、 A/D轉(zhuǎn)換模塊初始化、 USART模塊初始化等，他們?nèi)堪?INIT初始化子程序中。 MSP430F149僅僅有 27 條內(nèi)核指令，使用起來(lái)非常方便。對(duì)于雙操作數(shù)指令，可以使用源地址尋址方式和目的地址選擇方式的任意組合。 MSP430 指令系統(tǒng)的最大的特 點(diǎn)就是Orthogonality，即三方自由尋址。 4) 對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)的支持 ▲提供靈活的變量分配能力； ▲可以用 C語(yǔ)言設(shè)計(jì)中斷函數(shù)； ▲具有針對(duì)不同 CPU保持程序可移植性的 pragma編譯命令。 2) 編譯性能 ▲編譯速度快； ▲用面向存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)避免了暫存文件及覆 蓋技術(shù)； ▲編譯時(shí)進(jìn)行嚴(yán)格的類型檢查； ▲連接時(shí)進(jìn)行嚴(yán)格的模塊接口類型檢查。 C430編譯器和 MSP430匯編器集成在一起提供，共享連接器和庫(kù)管理工具。 2. Workbench 的內(nèi)嵌編輯器特性 Workbench的內(nèi)嵌編輯器是專門針對(duì)源程序編輯設(shè)計(jì)的，具有以下特性； ▲ 用文本字體和顏色來(lái)區(qū)別顯示 C語(yǔ)言的語(yǔ)法成分； ▲ 有功能強(qiáng)大的搜索和替換命令，可以實(shí)現(xiàn)多文件搜索； ▲ 可以從出錯(cuò)列表直接轉(zhuǎn)移到原文中相應(yīng)的出錯(cuò)位置； ▲ 自動(dòng)檢查括號(hào)匹配； ▲ 自動(dòng)實(shí)現(xiàn)文本縮排； ▲ 每個(gè)窗口都有多級(jí)的撤銷和重做功能； ▲ 項(xiàng)目建立在 windows平臺(tái)上，允許多窗口同時(shí)編輯； ▲ 可以對(duì)全目標(biāo)、源文件組或單個(gè)源文件設(shè)置選項(xiàng)。 下面概括的介紹 Workbench特性， Workbench 的內(nèi)嵌編輯器特性， C編輯器的特性。嵌入式 IAR Embedded Workbench有效提高用戶的工作效率，通過(guò) IAR 工具，用戶可以大大節(jié)省工作時(shí)間，提高工作人員開(kāi)發(fā)的工作效率。 下位機(jī) 程序設(shè)計(jì) 下位機(jī)程序的開(kāi)發(fā)工具選擇的是跟 TI公司的 MSP430系列單片機(jī)配套的 IAR Embebbed Workbench 集成軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，它可以通過(guò)仿真器對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在線編程，是一個(gè)能支技各種不同 CPU的目標(biāo)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的集成環(huán)境 .它能支持多種第一章 引言 17 CPU,能以項(xiàng)目 (Projects)的方式來(lái)進(jìn)行程序文件管理和程序開(kāi)發(fā) .同時(shí)有窗口豐富 ,調(diào)試方便等優(yōu)點(diǎn) .嵌入式 IAR Embedded Workbench 適用于大量 8位、 16位以及 32位的微處理器和微控制器，使用戶在開(kāi)發(fā)新的項(xiàng)目時(shí)也能在所熟悉的開(kāi)發(fā)環(huán)境中進(jìn)行。 （ 3）數(shù)據(jù)管理功能：管理監(jiān)控到的數(shù)據(jù)，對(duì)從串行 口接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析或存儲(chǔ)。軟件主要功能如下： （ 1）通信功能：通過(guò)串行口發(fā)送命令信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)下位機(jī)的控制，也可實(shí)時(shí)接收下位機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)。 第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 程序主要完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)溫度和轉(zhuǎn)速的采集，用 LED顯示轉(zhuǎn)速和溫度數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)上傳給上位機(jī)，并接收上位機(jī)發(fā)送的信息。鍵盤輸入電路完成用戶與機(jī)器的交互，按鍵相