基于msp430單片機(jī)的智能門鎖控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)終稿-在線瀏覽
2025-01-13 15:56本頁(yè)面
【正文】 各種管理工作。 3 通信層 有了收集到的信息和經(jīng)過(guò)處理的信息，還必須讓信息在整個(gè)系統(tǒng)中流動(dòng)，這就要靠通信層。通信層的主體采用 RS232 串行通信口線的信息傳輸媒介，負(fù)責(zé)單片機(jī)和上位機(jī)的通信。執(zhí)行層主要負(fù)責(zé)將弱電信號(hào) 轉(zhuǎn)化為強(qiáng)電信號(hào)，開鎖 信號(hào)燈顯示 報(bào)警顯示等。 （二） 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 從宏觀上看整個(gè)系統(tǒng)的構(gòu)造如圖 圖 系統(tǒng)宏觀結(jié)構(gòu) 1 鎖體 所提部分采用電磁鎖這種所利用關(guān)門時(shí)人對(duì)鎖體內(nèi)部 彈簧做功的勢(shì)能存儲(chǔ)起來(lái)作為開鎖的動(dòng)力，當(dāng)鎖體內(nèi)的一塊 電磁鐵通電時(shí)，就觸發(fā)彈簧把鎖打開，既可以用電信號(hào)控制開鎖，所需的控制電流大約為 安。 主控芯片選用 MSP430 單片機(jī)；通信部分采用 SP3220 與微機(jī)串口進(jìn)行通信； 芯片和鎖體之間采用繼電器，使芯片引腳提供的 MA 級(jí)電流可以驅(qū)動(dòng) A級(jí)電流的電磁鎖。整個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)得工作電源采用外接 電源。主要信息處理程序分為兩部分，分別完成對(duì)開鎖請(qǐng)求的合法性和驗(yàn)證，以及實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)用戶表和登陸日志這兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢類請(qǐng)求。 圖 微機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) （三） 硬件設(shè)計(jì) 方案 根據(jù)控制系統(tǒng)的的工作原理和工作過(guò)程，整個(gè)系統(tǒng)硬件分為三大部分：用戶卡讀取器 鍵盤 單片機(jī)核心。光電傳感器是以光敏元件作為轉(zhuǎn)化元件的傳感器，在此使用光敏三極管。這樣就可以把光電卡上的通孔所記錄的信息轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。 鍵盤讀取方式為翻轉(zhuǎn)式讀取，程序代碼簡(jiǎn)單可靠。 （ 1） 電源模塊 以保證單片機(jī)系統(tǒng)得正常工作。 SP3220 具有功耗低，封裝小等特點(diǎn)，此芯片具有以下特點(diǎn)： ? 寬電壓供電。A ? 增強(qiáng)性 ESD 規(guī)范 通信電纜的連接方式如圖 圖 串口模塊 （ 4） 單片機(jī)與門鎖接口電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 單片機(jī)接收到上位微機(jī)發(fā)來(lái)的用戶合法信息后，置 MSP430 得 P6 口為高電平進(jìn)行開鎖操作。采用 2 級(jí)放大電路，第一極由三極管組成，第二極由繼電器組成。 三 MSP430 系列單片機(jī) 單片機(jī)（微控制器 MCU）技術(shù)已經(jīng)滲透到生產(chǎn)和生活的各個(gè)方面，從不同家電 通訊設(shè)備 到工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品，處處可見(jiàn)單片機(jī)的身影，單片機(jī)技術(shù)和正改變?nèi)祟惖纳?。MSP430 單片機(jī)可被稱為當(dāng)今的綠色 16 位單片機(jī)，由于該系列單片機(jī)是一種超低功耗的混合信號(hào)控制器，所以支持 MSP430 單片機(jī)的一節(jié)電池可以工作 10 年，比較適合于電池應(yīng)用或者手持設(shè)備 （一） MSP430 單片機(jī)簡(jiǎn)介 1 在結(jié)構(gòu)上 MSP430系列單片機(jī)集成了一部計(jì)算機(jī)的各個(gè)基本組成部分。 2 MSP430系列單片機(jī)由 CPU、存儲(chǔ)器和外圍模塊組成，這些部件通過(guò)內(nèi)部地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線相連構(gòu)成單片微機(jī)系統(tǒng)。具有豐富的寄存器資源、強(qiáng)大的處理控制能力和靈活的操作方式。 MSP430 存儲(chǔ)器的信息類型豐 富 并具有很強(qiáng)的系統(tǒng)外圍模塊擴(kuò)展能力 。S，可編程出實(shí)時(shí)性特別高的源代碼；可將CPU至于省電模式，以中斷方式喚醒程序。S。 3 高性能模擬技術(shù)及豐富的片內(nèi)外設(shè) MSP430系列都集成了豐富的片內(nèi)外設(shè)，它們是以下一些模塊的不同組合： 看門狗（ WDT） 定時(shí)器 A(TIMER_A) 定時(shí)器 (TIMER_B) 比較器 串口 0， 1（ USART0,1） 硬件乘法器 液晶驅(qū)動(dòng)器 10/12位 ADC 14位 ADC 端口 0 端口 16 基本定時(shí)器 4 系統(tǒng)工作穩(wěn)定 上電復(fù)位后首先有 DCOCLK啟動(dòng) CPU，以保證程序從正確的位置開始執(zhí)行，以保證晶體振蕩器有足夠起振及穩(wěn)定時(shí)間。如果晶體振蕩器用作 CPU時(shí)鐘 MCLK時(shí)發(fā)生故障， DCO會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，以保證系統(tǒng)正常工作；如果程序跑飛，可用看門狗將其復(fù)位。這些器件的開發(fā)手段不同。這種方式只需要一臺(tái) PC和一個(gè) JTAG調(diào)試器，而不需要仿真器和編程器。 6 工業(yè)級(jí)產(chǎn)品 MSP430系列均為工業(yè)級(jí)，運(yùn)行環(huán)境溫度為 40+85℃ （三） MSP4301XX 系列引腳圖 圖 MSP430F14X系列單片機(jī)引腳圖 引腳表 引腳 I/O 說(shuō)明 ， TACLK 時(shí)鐘信號(hào)輸入 ，比較： OUT0 ，比較： OUT1 ，比較： OUT2 ,INCLK 時(shí)鐘信號(hào) （） ， PWM 輸出口定時(shí)器 B_7CCR0 ， PWM 輸出口定時(shí)器 B_7CCR1 ， PWM 輸出口定時(shí)器 B_7CCR2 ， PWM 輸出口定時(shí)器 B_7CCR3 ， PWM 輸出口定時(shí)器 B_7CCR4 ， PWM 輸出口定時(shí)器 B_7CCR5 ， PWM 輸出口定時(shí)器 B_7CCR6 ， 主輸出或 SPI 方式 ，主輸入或 SPI 方式 RST/NMI 58 I 復(fù)位輸入 /不可屏蔽中斷輸入口，或自動(dòng)加載程序啟動(dòng) TCK 57 I 測(cè)試時(shí)鐘 TMS 56 I 測(cè)試方法選擇，器件編程與測(cè)試的輸入口 TDI 55 I 測(cè)試數(shù)據(jù)輸入口，器件的保護(hù)熔絲被連接到 TDI TD0/TDI 54 I/O 測(cè)試數(shù)據(jù)輸出口 /編程數(shù)據(jù)輸入口 Veref+ 10 I/P 送到模擬轉(zhuǎn)換器 ADC12 的外部基準(zhǔn)電壓 VREF+ 67 O 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ADC12 內(nèi)部基準(zhǔn)電壓的正輸出端 VREF/ VEref 11 O 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ADC12 內(nèi)部基準(zhǔn)電壓和外部加的基準(zhǔn)電壓負(fù)端 XIN 8 I 晶體振蕩器 XT1 的輸入口 XOUT/TCLK 9 I/O 晶體振蕩器 XT1 的輸出口或測(cè)試時(shí)鐘輸入口 XT2IN 53 I 晶體振蕩器 XT2 的輸入口，只能接標(biāo)準(zhǔn)晶體 XT2OUT 52 O 晶體振蕩器 XT2 輸出口 AV CC 64 模擬電源的的正輸入端，送到 ADC12 的模擬部分 AV SS 62 模擬電源的的負(fù)輸入端，送到 ADC12 的 模擬部分 DVCC 1 數(shù)字電源的正輸入端 DVSS 63 數(shù)字電源的負(fù)輸入端 （四） 主要功能部件 1 CPU： MSP430系列單片機(jī)的 CPU和通用微處理器基本相同，只 是 在設(shè)計(jì)上采用了面向控制的結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)。這樣可以提高指令執(zhí)行速度和效率，增強(qiáng)了 MSP430的實(shí)時(shí)處理能力。有程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。其中MSP430各系列單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器有 ROM、 OTP、 EPROM和 FLASH型。 MSP430 不同系列產(chǎn)品包含外圍模塊的種類及數(shù)目可能不同。 （五） MSP430 系列單片機(jī) 結(jié)構(gòu) 1 16 位 CPU通 過(guò)總線連接到存儲(chǔ)器和外圍模塊。 3 能夠降低功耗，降低噪聲對(duì)存儲(chǔ)器存取的影響。 圖 單片機(jī)模塊結(jié)構(gòu) （六） 低功耗 ? 使用內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器（ DCO）無(wú)需外接任何元件 ? 選擇外接晶體或陶瓷諧振器，可以獲得最低頻率和功耗 ? 采用外部時(shí)鐘信號(hào)源 ?? 瞬間響應(yīng)特性 如下： 圖 低功耗說(shuō)明 為了充分利用 CPU低功耗性能，可以讓 CPU
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