【正文】 ? 該系列常見的的有 3 個(gè)器件： MSP430F447， MSP430F448， MSP430F449。 ? 可編程的保密熔絲保護(hù)設(shè)計(jì)者代碼。 ? 可在線串行編程，不需要外部編程電壓。 ? 片內(nèi)比較器配合其它器件可以構(gòu)成 斜邊 A/D 轉(zhuǎn)換器。 ? 具有 3 個(gè)捕獲 /比較寄存器 16 位定時(shí)器：定時(shí)器 A 和定時(shí) B。 ? 12 位的 A/D 轉(zhuǎn)換器帶有內(nèi)部參考源、采樣保持、自動(dòng)掃描特性。 ? 有 5 種節(jié)電模式。 現(xiàn)將 MSP430F44X 系列單片機(jī)簡(jiǎn)單情況介紹如 下： （ 1） 特點(diǎn) ? 低工作電壓： ～ 。 TI 公司的 MSP430 系列單片機(jī)是一種具有超低功耗特性的功能強(qiáng)大的單片機(jī)。因此，應(yīng)選擇低功耗的 MCU。對(duì)于不同的工作環(huán)境應(yīng)選用不同的 MCU。我們?cè)谶x用芯片時(shí)應(yīng)盡量選擇片內(nèi)外圍模塊豐富的 MCU。如 USB 接口電路、 LCD 控制器、 ADC 和 DAC 等。 片內(nèi)外圍電路。大多數(shù)的 MCU 的片內(nèi)存儲(chǔ)器的容量都不是很大，需要用戶在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)外擴(kuò)存儲(chǔ)器，但有些芯片廠家的產(chǎn)品具有相對(duì)較大的存儲(chǔ)空間。但需要根據(jù)測(cè)量的實(shí)際工作情況和性價(jià)比綜合考慮。 MCU 的字長(zhǎng)直接影響系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理速度和能力。 系統(tǒng)主要功能器件的介紹及選擇 單片機(jī)的選擇 嵌入式系統(tǒng)的核心是微控制器（ MCU）， MCU 的性能如何將直接影響整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的性能。如：歷史數(shù)據(jù)的方便查詢、網(wǎng)絡(luò)發(fā)布、遠(yuǎn)程控制等。上位機(jī)軟件系統(tǒng)基于“組態(tài)王 ”平臺(tái)開發(fā)。當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)值超限時(shí)，蜂鳴器鳴響，同時(shí)處于超限通道的 LED燈閃爍； 外負(fù)載的驅(qū)動(dòng)要求。這時(shí)，用戶可以按下功能鍵，選擇需要設(shè)置門限的監(jiān)測(cè)量，設(shè)置所需控制的上限和下限。主要包括三個(gè)方面： 監(jiān)測(cè)量的門限要求。在無人干預(yù)的情況下， LCD 循環(huán)輸出各個(gè)采集通道所采集到的數(shù)據(jù)值。系統(tǒng)供電之后，即進(jìn)入基本工作狀態(tài)。傳感器連接完畢之后，給模塊上電。通道 1 和 2 位溫度數(shù)據(jù)采集；通道 3 和 4 為壓力數(shù)據(jù)采集；通道 5 和 6 為液位數(shù)據(jù)采集；通道 7 和 8 為流量數(shù)據(jù)采集。組態(tài)王接收到數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) MCU 傳回的數(shù)據(jù)之可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)報(bào)表顯示、歷史報(bào)表顯示、進(jìn)行趨勢(shì)圖的繪制等。主要是指，根據(jù)所檢測(cè)到的傳感器信號(hào)通過放大和隔離電路驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)； （ 5）、和上位機(jī)的異步串口通信功能。 （ 3）、超限報(bào)警。用戶可以通過指定按鍵查詢當(dāng)前時(shí)間。該設(shè)置過程通過按鍵 及 LCD 顯示共同模塊實(shí)現(xiàn)。 ② 設(shè)置門限值。 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖如圖 21 所示： 根據(jù)以上分析，我們得出基于 MSP430 的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要需要完成的功能有： （ 1）、借助于溫度、壓力、液位等傳感器及 MSP430 自身集成的 ADC12 模塊實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集； 圖 21 基于 MSP430 的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 （ 2）、采集數(shù)據(jù)以及其它量的點(diǎn)陣 LCD 顯示： ① 檢測(cè)值。具有一定的通用性，除了以上所列的幾個(gè)傳感器類型，其實(shí)對(duì)于兩線制，輸出為電壓或者電流類型的傳感器，都可利用本系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。 第五章：總結(jié)了該系統(tǒng)的研發(fā)工作，并對(duì)以后的工作提出了建議。 第四章：在搭建好的硬件平臺(tái)上進(jìn)行軟件開發(fā)，編寫各個(gè)模塊的驅(qū)動(dòng)程序。 第二章：介紹系統(tǒng)的功能及工作原理，對(duì)該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行總體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，選擇 適合本測(cè)量系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案的相關(guān)軟件、 硬件平臺(tái)。 針對(duì)以上所述，本文結(jié)構(gòu)安排如下： 第一章：緒論。這個(gè)部分的工作主要是根據(jù)組態(tài)王與單片機(jī)的通用通信協(xié)議（ HEX）開發(fā)單片機(jī)程序，以實(shí)現(xiàn)在組態(tài)王中對(duì)下位機(jī)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行所需要的處理。 本論文研究的主要內(nèi)容及組織結(jié)構(gòu) 本文主要包含兩大部分的內(nèi)容：第一部分，下位機(jī)數(shù)據(jù)采集及其附屬部件設(shè)計(jì)。 （ 3）開放性： HAD（ Holonic Data Detection） 系統(tǒng)可以允許其它新的 DA holon的加入，原有 DA holon 的移除或功能上的更新對(duì)整個(gè) HAD 不會(huì)產(chǎn)生很大的影響，同時(shí)只需要很少的人工參與。 （ 2）協(xié)作性： DA Holon 能夠相互之間協(xié)作，以完成共同的計(jì)劃和任務(wù)。自動(dòng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)： （ 1）自治性：每一個(gè) DA（ Data Detection） holon 能夠監(jiān)控自己計(jì)劃和任務(wù)的執(zhí)行。 自動(dòng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 GPRS 作為一種高速、高效、經(jīng)濟(jì)的無線系統(tǒng)，具有網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣、數(shù)據(jù)帶寬、適應(yīng)性強(qiáng)、計(jì)價(jià)按數(shù)據(jù)流量計(jì)算、實(shí)時(shí)在線 的優(yōu)點(diǎn)，特別適用于間斷的、突發(fā)性的或頻繁的、少量的數(shù)據(jù)傳輸，也適用于偶爾的大量數(shù)據(jù)傳輸，完全滿足數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控的雙向數(shù)據(jù)信息傳輸?？捎糜诠I(yè)控制、金融、交通等行業(yè)，具有很廣闊的發(fā)展前景。 數(shù)據(jù)采 集系統(tǒng)的發(fā)展方向 基于 GPRS 的 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 應(yīng)用層：這一層解決測(cè)量系統(tǒng)與工業(yè)對(duì)象接口關(guān)系，如何與工業(yè)對(duì)象的工藝相結(jié)合等問題，重點(diǎn)是應(yīng)用軟件問題。 系統(tǒng)層：這一層應(yīng)考慮被選用的硬件和軟件是否兼容，是否完整，即是否能構(gòu)成完善的系統(tǒng)。通常分為三種： 基礎(chǔ)層：這一層指系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者組合應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)可以選用的硬件模塊和有關(guān)軟件。 功能模塊可以進(jìn)行組織批量生產(chǎn)，使質(zhì)量穩(wěn)定，并降低成本。 維修方便快捷。它的優(yōu)點(diǎn)是： 將系統(tǒng)劃分為若干硬、軟件功能模塊，由專門的研究機(jī)構(gòu)根據(jù)積累的經(jīng)驗(yàn)盡可能設(shè)計(jì)完善，并定制其規(guī)格系列，選用這些現(xiàn)成的功能模塊可以迅速配套成各種應(yīng)用系統(tǒng)，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)并縮短設(shè)計(jì)周期。組合化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是模塊化。 開放式體系結(jié)構(gòu)和總線系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，導(dǎo)致工業(yè)檢測(cè)系統(tǒng)采用組合化設(shè)計(jì)方法的流行。 推行開放系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想主要是向未來的 VLSI 開放；向不同的用戶層次開放；向用戶的特殊要求開放。 針對(duì)上述問題，國(guó)外近年來在電子工業(yè)和嵌入式行業(yè)中推行一種不同于傳統(tǒng)設(shè)計(jì) 思想的所謂“開放系統(tǒng)”的設(shè)計(jì)思想。 市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。實(shí)時(shí)系統(tǒng)又可以分為：硬實(shí)時(shí)系統(tǒng)和軟實(shí)時(shí)系統(tǒng)。硬 件按照嵌入式處理器來劃分可以分為：嵌入式微控制器（ MCU）；嵌入式數(shù)字信號(hào)處理器（ DSP）；嵌入式微處理器（ MPU）；嵌入式片上系統(tǒng)（ SOC）。 嵌入式系統(tǒng)的研發(fā)需要專門的開發(fā)工具和環(huán)境。 專用 性強(qiáng)。目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)資料定義嵌入式系統(tǒng)為：嵌入式系統(tǒng)以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟、硬件可以剪裁，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)的功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。嵌入式產(chǎn)品性能更好，功能更完善。既使當(dāng)今快速發(fā)展的虛擬儀器系統(tǒng)，也是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相結(jié)合，配以相應(yīng)的軟件開發(fā)構(gòu)成的。許多新型儀器設(shè)備，實(shí)際上就是高性能的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)加上相關(guān)的輔助功能而成。 第 2 章 基于 MSP430 的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì) ............................. 6 基于 MSP430 的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)建 .............................. 6 系統(tǒng)功能分析 ................................................. 6 系統(tǒng)的硬件原理框圖 ........................................... 7 系統(tǒng)的工作過程 ............................................... 8 系統(tǒng)主要功能器件的介紹及選擇 ..................................... 8 單片機(jī)的選擇 ................................................. 8 傳感器簡(jiǎn)介 .................................................. 11 AD 轉(zhuǎn)換模塊結(jié)構(gòu)介紹 .......................................... 11 LCD 顯示模塊的選擇 ........................................... 14 上位機(jī)處理系統(tǒng)軟件的選擇 ..................................... 15 第 3 章 基于 MSP430 的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) ............................ 17