【正文】 ...................................................................17 晶振電路的布局 ................................................................................................19 鍵盤電路設計 ....................................................................................................20 串口通信電路硬件設計 ....................................................................................21 A/D 轉(zhuǎn)換電路 .....................................................................................................225 系統(tǒng)軟件設計 ..........................................................................................................25 鍵盤功能的實現(xiàn) ................................................................................................25 鍵盤輸入的軟件問題 .................................................................................25 主程序設計 ..................................................................................................26 顯示電路程序設計 ............................................................................................26 顯示狀態(tài)計算子程序 ........................................................................................27 A/D 和 D/A 轉(zhuǎn)換程序設計 ...............................................................................28 串口通信軟件設計 ............................................................................................29 壓力采集子程序 ...............................................................................................305．6 干擾及其應用 .................................................................................................315． 6． 1 硬件措施 ...............................................................................................32 軟件措施 .....................................................................................................32 與微機的通信 ...................................................................................................336 全文總結(jié) ................................................................................................................33參考文獻 ......................................................................................................................35任務書學院（系） 專業(yè) 班級 學 生 姓 名 指導教師/職稱 (論文) 題目：《基于 16 位單片機 MSP430F169 的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計》2．畢業(yè)設計（論文）起止時間： 2022 年 10 月 8 日 ～ 2022 年 6 月 15 日3．畢業(yè)設計(論文) 所需資料及原始數(shù)據(jù)（指導教師選定部分）參考書：1）萬方數(shù)據(jù)庫中有關 MSP430F169 的 16 位單片機方面的知識； 2）德州儀器 TI 公司有關 MSP430F169 方面的有關資料； 3） 《MSP430 系列單片機接口技術及系統(tǒng)設計實例》 魏小龍著 北京航空航天大學出版社； 4）網(wǎng)路上有關 MSP430 單片機設計方面的資料，比如MSP430 與 5V 器件的連接，MSP430 晶振布局要領等等；5） 《PROTEL 入門與提高》電子工業(yè)出版社4．畢業(yè)設計(論文) 應完成的主要內(nèi)容1） 掌握并闡述低功耗 16 位 MSP430 單片機的 I/O、定時器、數(shù)據(jù)存儲器方面的知識；2） 設計以 MSP430 為核心的最小系統(tǒng)原理圖，即該系統(tǒng)應該包括那幾個部分；3） 利用 PROTEL 軟件畫出以上框圖中各個部分的詳細硬件原理圖，文字說明設計的整個過程；4） 能夠基本掌握單片機的編程、調(diào)試等過程；5．畢業(yè)設計(論文) 的目標及具體要求1） 按照學院的有關要求寫出論文； 2） 在該畢業(yè)設計過程中，需要畫出以 MSP430F169 單片機為核心的最小系統(tǒng)原理圖；3） 以上設計的整個過程需要在畢業(yè)論文的各個章節(jié)中體現(xiàn)出來；4） 掌握單片機的調(diào)試及設計的整個過程；5） 以上原理圖的繪制需要在 PROTELL99SE 軟件中進行實現(xiàn)，即學會使用電路板的制作軟件。完成畢業(yè)設計(論文)所需的條件及上機時數(shù)要求該畢業(yè)設計需要上機學時數(shù)為 80 學時。要查閱資料必須借助學校圖書館和長江大學維普網(wǎng)站、萬方數(shù)據(jù)庫以及和相關導師的指導。同時隨著科學技術的提高和成熟，在各個工程設計中對單片機也提出了更高的要求。然而，MSP430 系列單片機是一個 16 位的、具有精簡指令集的、超低功耗的混合型單片機，在 1996 年問世，由于它具有極低的功耗、豐富的片內(nèi)外設和方便靈活的開發(fā)手段，已成為眾多單片機系統(tǒng)中一顆耀眼的新星，受到國內(nèi)廣大科技人員的歡迎。本系統(tǒng)采用的 MSP430 單片機設計的最小系統(tǒng)制成的 PCB 板可以運用到實驗室的設備建設，方便開發(fā)人員對 MSP430 單片機的學習。1986 年在上海召開了全國首屆單片機開發(fā)與應用交流會，有的地區(qū)還成立了單片微型計算機應用 協(xié)會，那是全國形成的第一次高潮。與它相應的專業(yè)雜志現(xiàn)在也有很多，比如由單片機界 的權(quán)威何立民主編的《單片機與嵌入式系統(tǒng)應用》雜志現(xiàn)以風靡電子界，在 2022 年 7 月，（91 獵頭網(wǎng)）在上海、廣州、北京等大城市所做的一次專業(yè)人才需求報告中，單片機人才的需求量位居第一。它是把中央處理器（CPU）、隨機存取存儲器（RAM）、只讀存儲器（ROM）、輸入/輸出端口 （I/O）等主要計算機功能部件都集成在一塊集成電路芯片上的微型計算機。微計算機（單片機）在這種情況下誕生了，它為我們改變了什么？縱觀我們現(xiàn)在生活的各個領域，從導彈的導航裝置，到飛機上各種儀表的控制，從計算機的網(wǎng)絡通訊與數(shù)據(jù)傳輸，到工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù) 處理，以及我們生活中廣泛使用的各種智能 IC 卡、電子寵物等，這些都離不開單片機。在單片機產(chǎn)生后，我們就將控制這些東西變?yōu)橹悄芑?，我們只需要在單片機外圍接一點簡單的接口電路，核心部分只是由人為的寫入程序來完成。所以，它的魔力不僅是在現(xiàn)在，在將來將會有更多的人來接受它、使用它。特別是沿海地區(qū)的玩具廠等生產(chǎn)產(chǎn)品多數(shù)用到單片機，并不斷地輻射向內(nèi)地。 由于單片機技術在各個領域正得到越來越廣泛的應用，世界上許多集成電路生產(chǎn)廠家相繼推出了各種類型的單片機，在單片機家族的眾多成員中，MSP430 系列單片機以其優(yōu)越的性能、及高可靠性和高性能價格比，迅速占領了工業(yè)測控和自動化工程應用的主要市場，成為國內(nèi)單片機應用領域中的主流。單片機最小系統(tǒng)是在以 MSP430 單片機為基礎上擴展，使其能更方便地運用于各種系統(tǒng)中，不僅具有控制方便、組態(tài)簡單和靈活性大等優(yōu)點，而且可以大幅度提高系統(tǒng)的性能技術指標，從而能夠大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。主攻方向：本課題設計主要在MSP430單片機上，擴展鍵盤顯示接口，晶振的布局，電壓轉(zhuǎn)換電路，A/D，D/A轉(zhuǎn)換和電平轉(zhuǎn)換電路以及復位電路的設計。五、主要研究內(nèi)容需重點研究的關鍵問題及解決思路本系統(tǒng)的主要設計框圖如下圖一：MSP430F169D/A 轉(zhuǎn)換A/D 轉(zhuǎn)換鍵盤顯示電平轉(zhuǎn)換電路（3V 到 5V）JTAG仿真器復位電路晶振（32768和 8M）供電電路串口圖一、 16位單片機MSP430F169的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（一）具有上電復位功能 由于MSP430 具有極低的功耗，如果系統(tǒng)斷電后立即上電，系統(tǒng)中電容所存儲的電荷來不及釋放，此時系統(tǒng)電壓不會下降到最低復位電壓，因而MSP430不會產(chǎn)生上電復位，同時 RET/NMI管腳也沒有足夠的電平使 MSP430復位，這樣系統(tǒng)斷電后立即上電，MSP430并沒有被復位。（二）MSP430 3V到5V的接口電路MSP430的供給電壓是 3V，本系統(tǒng)中有5V的邏輯器件和數(shù)字器件在使用，即本系統(tǒng)中存在不同電源電壓邏輯器件的接口問題，具體存在如下三個問題：第一是加到輸入和輸出引腳上的最大允許電壓的限制問題。第三是必須滿足的輸入轉(zhuǎn)換門限電平問題。這些引腳有二極管或分離元件接到Vcc。這些情況將引起數(shù)據(jù)丟失和元件損壞，另外用5V的器件來驅(qū)動 3V的器件有很多不同情況,各種電路間的轉(zhuǎn)換電平也存在不同情況。先羅列一些解決辦法：輸入接口：（1） 分壓電阻輸入接口；將MSP430和電阻分壓來實現(xiàn)；（2） 晶體管輸入接口；（3） 運算放大器輸入接口；（4） ULN2022A輸入接口；（5） 集成電路輸入接口；（6） 模擬輸入接口；輸出接口：（1）晶體管輸出接口；（2）集成電路輸出接口；另外，專用的電平轉(zhuǎn)換器如SN74LVC4245可以用作雙向I/O接口，它是一個8Bit寬度的電平轉(zhuǎn)換器，可以將一個完整的MSP430 I/O端口轉(zhuǎn)換為5V。（四）單片機與PC機的串口通信設計本系統(tǒng)采用了 MAX3221EAE() 的電解電容。串口電平轉(zhuǎn)換電路如下圖二所示。七、工作的主要階段、進度與時間安排八、指導教師審查意見基于 16 位單片機 MSP430F169 的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計學 生：指導老師：【摘要】MSP430系列單片機是美國德州儀器(TI )1996年開始推向市場的一種16位超低功耗的混合信號處理器(Mixed Signa1 Proessor)，為電池供電測量應用提供了最終解決方案。本系統(tǒng)以MSP430 單片機為核心，用點陣式液晶顯示芯片LCD12864完成液晶顯示功能，用TPS76330 作為電源轉(zhuǎn)換芯片來為MSP430 單片機提供電源，采用44矩陣鍵盤作為人機交互接口，在模擬信號采集和輸出模塊中運用TI公司生產(chǎn)的 OPA333零漂移運算放大器，產(chǎn)品實現(xiàn)了高精度、微功耗以及微小型封裝的完美組合，對模擬信號進行前置濾波放大，減小無用信號的干擾，提高了穩(wěn)定性。本系統(tǒng)采用MAX3221EAE()或SP3220 作為串口芯片來完成單片機與 PC機的串口通信，使用Protel99SE完成硬件電路的設計，使用IAR Embedded Workbench ?！娟P鍵字】：MSP430 單片機，OPA333，JTAG 仿真器，MAX3221EAE（SP3220）串口芯片，TPS76330。s OPA333 which is zero drift operational amplifier. OPA333 is bined with highprecision product, micropower consumption and small package. OPA333 enlarges analog signal and reduces unwanted signal interference improving the stability. The simulation of the system interface is JTAG interface. It is Convenient to program online. The