畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-便攜式體溫檢測(cè)儀的設(shè)計(jì).doc

安徽工程科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）便攜式體溫檢測(cè)儀的設(shè)計(jì)摘 要 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，醫(yī)療水平也不斷提高，出現(xiàn)了各種醫(yī)學(xué)儀器。醫(yī)學(xué)儀器主要用于對(duì)人的疾病進(jìn)行診斷和治療。醫(yī)用監(jiān)護(hù)儀是醫(yī)學(xué)儀器中不可缺少的一大類儀器，在醫(yī)院中起著越來越重要的作用。醫(yī)用監(jiān)護(hù)儀的主要作用是連續(xù)、實(shí)時(shí)的測(cè)量病人的生理參數(shù)。 本課題研究的便攜式體溫監(jiān)測(cè)儀可以實(shí)現(xiàn)體溫的實(shí)時(shí)測(cè)量，可以將測(cè)得的溫度顯示在液晶顯示屏上，也可以將測(cè)得的溫度傳輸給計(jì)算機(jī)，根據(jù)需要可以進(jìn)步編寫軟件，由計(jì)算機(jī)繪制出患者在一定時(shí)間內(nèi)的體溫波動(dòng)曲線，以供醫(yī)護(hù)人員進(jìn)一步分析患者的病情。配合不同的溫度傳感器，本系統(tǒng)可以測(cè)量患者不同部位的溫度。配合不同的溫度傳感器，本系統(tǒng)可以測(cè)量患者不同部位的溫度。而且本系統(tǒng)的體積小巧，能耗很低，可以由電池供電，長時(shí)間的工作。而且本系統(tǒng)的體積小巧，能耗很低，可以由電池供電，長時(shí)間的工作。本系統(tǒng)的核心是ti公司生產(chǎn)的新型低功耗單片機(jī)msp430f413。這種單片機(jī)特別適合于低功耗的場(chǎng)合，能夠使用電池長時(shí)間工作。而且msp430f413的價(jià)格相對(duì)較低。本系統(tǒng)主要由三大部分組成。第一部分是溫度采集部分。第二部分是液晶顯示部分。第三部分是串行通信部分。 關(guān)鍵詞:msp430；體溫監(jiān)測(cè)；液晶顯示；串行通信 portable temperature detector abstract with the development of technology,medical treatment level improved also,all kinds of medical instruments appeared.medical instruments are mostly used when diagnosing and therapy hominine illness.medical monitor is a sort of medical instruments,and it effects more andmore important function in hospital.the most important function ofmedical monitor is real time measuring patients physiology parameter. portal animal heat monitor in this article,can measure animal heat real time and show the temperature on lcd.it can transmit the temperature to pc.then pc can make the temperature curve to help the doctors to diagnose.by using different temperature sensor,it can measure animal heat at different part.the main part of this system is new type、low power mcu msp430 manufactured by ti company.this mcu is very suitable for ultra-low consumption situation,and it can work long time powered by battery.this msp430f413 has low price.this system consists of there parts.the first part is temperature measure part.the second part of the system is lcd display.the third part of the system is uart.key words:msp430；animal heat monitor；lcd display；uart引 言 體溫是臨床診斷各種疾病的重要依據(jù)。目前，臨床上測(cè)量體溫主要采用護(hù)士用水銀體溫計(jì)測(cè)量并記錄的方法。采用這種方法，醫(yī)護(hù)人員的工作量比較大，實(shí)時(shí)性差，還會(huì)增加醫(yī)護(hù)人員染病的可能性。本課題研究的便攜式體溫監(jiān)測(cè)儀，以新型的低功耗單片機(jī)msp430f413為核心，通過溫度傳感器測(cè)量患者的體溫，并可以將測(cè)得的體溫傳輸給pc，以供進(jìn)一步分析和處理。該儀器的溫度測(cè)量部分，采用a/d轉(zhuǎn)換。通過測(cè)量熱敏電阻的阻值，將阻值和溫度對(duì)應(yīng)，來測(cè)得溫度。液晶顯示部分通過msp430f413自帶的液晶驅(qū)動(dòng)電路，使測(cè)得的溫度顯示在液晶屏上。串行通信部分，采用利用timer_a用軟件模擬串行通信的方法。這種方法的傳輸可靠性較高，對(duì)系統(tǒng)資源的占用較少。由于沒有采用硬件uart模塊，也大幅降低了系統(tǒng)的成本。 該儀器可以準(zhǔn)確的測(cè)得患者的體溫，和pc相連還可以實(shí)時(shí)遠(yuǎn)距離的監(jiān)測(cè)患者的體溫。通過進(jìn)一步編寫計(jì)算機(jī)軟件還可以記錄體溫的變化，繪制體溫波動(dòng)曲線等。 目錄第1章 緒論.11.1 便攜式體溫監(jiān)測(cè)的意義11.2 體溫監(jiān)測(cè)的發(fā)展及現(xiàn)狀11.3 系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)思路 2第2章 便攜式體溫監(jiān)測(cè)儀的硬件設(shè)計(jì) 32.1 msp430f413單片機(jī)簡(jiǎn)介32.1.1 msp430f413基本模塊簡(jiǎn)介 32.1.2 fet調(diào)試方法簡(jiǎn)介42.2 體溫采集部分 52.2.1 紅外傳感原理 52.2.2 ztpl35sr的工作原理和性能 52.3 a/d轉(zhuǎn)換部分624 液晶顯示部分設(shè)計(jì) 72.4.1 lcd簡(jiǎn)介 72.4.2 msp430f413液晶驅(qū)動(dòng)方式72.5 串行通信部分硬件設(shè)計(jì) 112.6鍵盤電路的設(shè)計(jì)12第3章便攜式溫度監(jiān)測(cè)儀的軟件設(shè)計(jì)143.1 msp430開發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介143.2主程序的設(shè)計(jì)153.3 a/d轉(zhuǎn)換部分軟件設(shè)計(jì)153.4液晶顯示部分軟件設(shè)計(jì)153.5串行通信部分軟件設(shè)計(jì)16結(jié)論與展望20致謝21參考文獻(xiàn)22附錄23 第1章 緒論1.1便攜式體溫監(jiān)測(cè)儀的意義 體溫是臨床醫(yī)護(hù)人員采集病史和資料過程中最重要的客觀指標(biāo)之一，也是人們比較容易獲得的生理參數(shù)。體溫測(cè)量的準(zhǔn)確性和及時(shí)性直接影響到疾病的診斷和治療。近年來，有關(guān)體溫的臨床研究也日漸增多，但目前大部分醫(yī)院對(duì)病人體溫的測(cè)量都是采用人工定時(shí)測(cè)量的方式，使用的測(cè)量工具仍是傳統(tǒng)的水銀體溫計(jì)。如每天護(hù)士定時(shí)到病房去測(cè)量每個(gè)病人的體溫，手工記錄并繪制體溫變化曲線，供醫(yī)生分析病人病情時(shí)參考。此項(xiàng)常規(guī)護(hù)理不僅耗費(fèi)大量的人力，而且對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行匯總、查詢、分析比較繁雜，還有病人在出現(xiàn)特殊情況時(shí)由于不能及時(shí)反饋，可能會(huì)造成治療時(shí)機(jī)的延誤。另外對(duì)于傳染病患者，如sars患者，監(jiān)護(hù)人員與患者接觸，還會(huì)增加感染的幾率?？梢娺@種方式具有很大的局限性，因此需要一種既能夠監(jiān)護(hù)病人，又無需與其經(jīng)常接觸的測(cè)量方式。便攜式體溫監(jiān)測(cè)儀正是為滿足這樣的需要而設(shè)計(jì)的，利用它可以對(duì)病人的體溫變化情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)而無需與病人經(jīng)常接觸。 近年一些大型醫(yī)院引進(jìn)了一些多功能監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，能對(duì)人體的一些基本參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，比如測(cè)量血壓、心率、心電圖、血氧飽和度、呼吸、體溫等等。但這樣的系統(tǒng)體積相對(duì)比較大，便攜性較差，而且比較昂貴，醫(yī)院的采購費(fèi)用和病人的使用費(fèi)用都很高，一般只適用于危重病人。對(duì)于有些患者，不需要對(duì)上述指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)的全面監(jiān)測(cè)，可能只需要對(duì)體溫等一些基本指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，這時(shí)采用上述復(fù)雜的系統(tǒng)，無疑增加了大量不必要的開銷。本課題研究的便攜式體溫監(jiān)測(cè)儀以價(jià)格低廉、具有超低功耗的msp430系列單片機(jī)為核心，充分利用單片機(jī)外圍模塊的特性，通過軟件實(shí)現(xiàn)大部分功能，省去了專用的硬件模塊，大幅降低了儀器的成本。而且該監(jiān)測(cè)儀體積小巧，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可由電池供電，患者可隨身攜帶，隨時(shí)監(jiān)測(cè)體溫的變化情況。 1.2體溫監(jiān)測(cè)的發(fā)展及現(xiàn)狀 臨床上最常用的體溫計(jì)是水銀體溫計(jì)。溫度計(jì)的發(fā)明是在1593年，發(fā)明者是意大利科學(xué)家伽里略(galileo)。1616至1636年間，與伽里略有學(xué)術(shù)交往的意大利科學(xué)家桑克托里斯(sanctorius,1561-1636)將溫度計(jì)的形狀做了改進(jìn)，并首次在臨床用于測(cè)量病人體溫。真正使體溫計(jì)在臨床醫(yī)學(xué)中得到普遍應(yīng)用的是英國醫(yī)學(xué)家奧爾伯(allbutt,t1c,18361925)，他于1866年自制了一個(gè)6英寸長的體溫計(jì)，該體溫計(jì)5分鐘內(nèi)可測(cè)得最大值。不久他又將體溫計(jì)的長度縮短到了3英寸，這就是現(xiàn)代體溫計(jì)的原型。此后的100余年體溫計(jì)基本沒有多大的變化。近年隨著電子技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了許多新型體溫計(jì)，如電子體溫計(jì)。電子體溫計(jì)的主要部件為溫度傳感器。溫度傳感器式電子體溫計(jì)較水銀體溫計(jì)更加快速準(zhǔn)確。但溫傳感器式電子體溫計(jì)和水銀體溫計(jì)一樣都要和被測(cè)者相接觸，這樣可能會(huì)產(chǎn)生交叉?zhèn)魅?，這就要求測(cè)量前后要對(duì)體溫計(jì)進(jìn)行消毒。還有一些非接觸式的體溫計(jì)，比如紅外體溫計(jì)、紅外熱像儀。紅外體溫計(jì)是通過測(cè)量耳朵鼓膜或者額頭的輻射亮度,非接觸地實(shí)現(xiàn)對(duì)人體溫度的測(cè)量。應(yīng)用紅外鼓膜體溫計(jì)只需將探頭對(duì)準(zhǔn)內(nèi)耳道,按下測(cè)量按鈕,僅用幾秒鐘就可得到測(cè)量數(shù)據(jù),非常適合急重病患者、老人、嬰幼兒等使用。紅外鼓膜體溫計(jì)用的紅外傳感器只是吸收人體輻射的紅外線而不向人體發(fā)射任何射線，采用的是被動(dòng)且非接觸的測(cè)量方式，因此紅外體溫計(jì)不會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生輻射傷害。另外利用紅外熱像儀可以進(jìn)行人群的體溫初篩。但其測(cè)量的準(zhǔn)確程度不高，不能代替水銀體溫計(jì)供臨床使用，只適用于機(jī)場(chǎng)、車站、交通要道等大量人員進(jìn)出場(chǎng)所發(fā)熱病人的篩選。1.3 系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)思路本系統(tǒng)是便攜式、低功耗的溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。最基本人體的體溫，并將測(cè)得的體溫值顯示在液晶屏上。此外的溫度傳輸給pc，以供進(jìn)一步處理。該系統(tǒng)由msp430溫度傳感器、液晶顯示屏等部分溫的測(cè)量、顯示和傳輸。系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1-1所示。按鍵電路顯示電路pc機(jī) 單片機(jī)a/d轉(zhuǎn)換器溫度傳感器 圖1-1總體框圖 第2章 便攜式體溫監(jiān)測(cè)儀的硬件設(shè)計(jì)2.1 msp430f413單片機(jī)簡(jiǎn)介2.1.1 msp430f413基本模塊簡(jiǎn)介雖然目前在國內(nèi)市場(chǎng)上應(yīng)用較多的單片機(jī)仍然是8位單片機(jī)，但是由美國德州儀器(ti)公司推出的16位msp430系列單片機(jī)具有處理能力強(qiáng)、運(yùn)行速度快、低功耗、指令簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，并采用了jtag技術(shù)、flash在線編程技術(shù)、bootstrap等諸多先進(jìn)技術(shù)，因此具有很高的性價(jià)比，在歐洲市場(chǎng)上已經(jīng)得到了非常廣泛的應(yīng)用。msp430系列單片機(jī)進(jìn)入國內(nèi)市場(chǎng)的時(shí)間不是很長，但是因其具有以上所述的卓越品質(zhì)，剛一進(jìn)入國內(nèi)市場(chǎng)就被眾多電子工程師所青睞。msp430系列單片機(jī)是美國德州儀器公司(ti)近幾年開發(fā)的新一代單片機(jī)。該單片機(jī)在設(shè)計(jì)上打破常規(guī)，采用了全新的概念，其突出的優(yōu)點(diǎn)是低電源電壓、超低功耗、多種功能。由于其功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其它系列單片機(jī)，因而又稱之為混合型單片機(jī)。msp430系列單片機(jī)是真正單片化的微機(jī)，它的大部分外部資源都集成在單片機(jī)芯片內(nèi)部。它整合了a/d轉(zhuǎn)換、硬件乘法器、硬件脈寬調(diào)制器(pwm)等功能，是一款高整合度的片上系統(tǒng)(soc，即system on chip)。這樣省去了大量的硬件開發(fā)調(diào)試工作，提高了工作效率，使系統(tǒng)先天的可靠性、抗十?dāng)_能力得到了顯著改善，而且進(jìn)一步小型化和便攜化。其中的flash系列幾乎擁有現(xiàn)代追求個(gè)性化的用戶所需要的掉電后數(shù)據(jù)不丟失、快速的數(shù)據(jù)存取時(shí)間、電可擦除、容量大、在線可編程、足夠多的擦寫次數(shù)、價(jià)格低廉和高可靠性等所有優(yōu)點(diǎn)。 msp430系列單片機(jī)有多個(gè)型號(hào)，不同型號(hào)由一些基本功能模塊按照不同的應(yīng)用目標(biāo)組合而成。本系統(tǒng)采用的msp430f413帶有8kbflash; 256b ram;有48個(gè)i/o口;96段lcd驅(qū)動(dòng)電路;16位看門狗定時(shí)器(wdt; 8位基本定時(shí)器(basic timerl); 1個(gè)16位定時(shí)器timeres a(帶有3個(gè)捕獲/比較寄存器);比較器a （comparatores a）;采用64pm封裝。 msp430f413內(nèi)部沒有專用的a/d轉(zhuǎn)換芯片，可以通過斜率a/d轉(zhuǎn)換把模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，這樣可以節(jié)約成本。msp430f413具有96段lcd驅(qū)動(dòng)能力，無需額外的液晶驅(qū)動(dòng)電路就可以驅(qū)動(dòng)液晶顯示屏，這樣可以縮小系統(tǒng)的體積，使其具有更好的便攜性。msp430f 413也沒有通用串行同步/異步(usart)模塊，但可以在定時(shí)器模塊支持下，由用戶軟件控制，一位一位的將數(shù)據(jù)由端口發(fā)送出去或者接收進(jìn)來，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與pc間的通信。 msp430系列單片機(jī)根據(jù)型號(hào)的不同最多可以使用3個(gè)振蕩器。使用者可以根據(jù)需要選擇合適的振蕩頻率，并可以在不需要時(shí)關(guān)閉其中一些振蕩器，以節(jié)省功耗。這3個(gè)振蕩器分別為: 1. dco數(shù)控rc振蕩器，位于芯片內(nèi)部，不用時(shí)可以關(guān)閉。 2. lfxt 1可以接低頻振蕩器，典型的如32.768khz的鐘表振蕩器，此時(shí)振蕩器不需要接負(fù)載電容。lfxt 1也可以接450khz8mhz的標(biāo)準(zhǔn)晶體振蕩器，此時(shí)振蕩器需要接負(fù)載電容。 3. xt2接450khz8mhz的標(biāo)準(zhǔn)晶體振蕩器，此時(shí)振蕩器要接負(fù)載電容，不用時(shí)可以關(guān)閉。通常低頻振蕩器用來降低能量消耗，高頻振蕩器用來對(duì)事件做出快速反應(yīng)或者供cpu進(jìn)行大量運(yùn)算。 上電后基礎(chǔ)時(shí)鐘模塊用dco時(shí)鐘產(chǎn)生系統(tǒng)時(shí)鐘mclk。不管應(yīng)用對(duì)時(shí)鐘系統(tǒng)的要求如何，一旦完成全部初始化，軟件運(yùn)行就由片內(nèi)的dco來保證，用戶可以經(jīng)過軟件配置來改用晶振時(shí)鐘。對(duì)于一個(gè)高可靠性的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，晶體的選擇非常重要，尤其是設(shè)計(jì)帶有睡眠喚醒的系統(tǒng)。本系統(tǒng)的lfxt 1接頻率為32.768khz的晶振。在msp430f4xx系列中有增強(qiáng)型鎖相環(huán)fll+ o fll+可以通過硬件自動(dòng)調(diào)整dco的頻率。單片機(jī)可以只接一個(gè)低頻晶振，通過鎖相環(huán)使dco輸出精確的高頻時(shí)鐘信號(hào)。本系統(tǒng)的mclk選用dco，通過鎖相環(huán)設(shè)置的頻率為2.1 mhz 。2.1.2 fet調(diào)試方法簡(jiǎn)介msp430系列的flash型芯片，由于具有片內(nèi)的flash型主存儲(chǔ)器和經(jīng)jtag接口實(shí)現(xiàn)的各種調(diào)試功能，使其開發(fā)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和操作都非常簡(jiǎn)單。該系列芯片可通過jtag控制器實(shí)現(xiàn)程序代碼的下載、運(yùn)行控制和對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行觀察與修改，這種方法被稱為fet調(diào)試方法。jtag是一種所謂的邊界掃描技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，即ieee1149.1。這是為了在線測(cè)試的需要而發(fā)展起來的針對(duì)芯片及線路板測(cè)試的接口技術(shù)。它利用串行移位輸入及輸出的方式對(duì)芯片的輸入端加載特定的代碼序列，并獲得輸入端給出的響應(yīng)序列。 用戶可以經(jīng)過jtag接口實(shí)現(xiàn)cpu仿真調(diào)試功能。通過jtag接口可以控制msp430的運(yùn)行、讀寫內(nèi)部寄存器的值、刷新flash的內(nèi)容。因此，將jtag電路集成到cpu內(nèi)就相當(dāng)于將仿真器集成到了cpu內(nèi)部。整個(gè)調(diào)試過程，外只需要一臺(tái)能實(shí)現(xiàn)jtag接口控制功能的主機(jī)即可。一般用一臺(tái)pc，經(jīng)過打印機(jī)接口就能實(shí)現(xiàn)。 jtag編程方式是在線編程，改變了傳統(tǒng)生產(chǎn)流程中先對(duì)芯片進(jìn)行預(yù)編程再裝到板子上的方法，可以先把器件固定到電路板上，再用jtag對(duì)它編程，因而簡(jiǎn)化了開發(fā)流程、大大加快了工程進(jìn)度。通過下面的總結(jié)可以看出jtag編程方式的便利和高效率。 程序下載 當(dāng)用戶將源程序(c語言或匯編語言)經(jīng)語法檢查無誤并生成代碼時(shí)，就可以將程序代碼在embedded workbench的環(huán)境中下載到flash芯片中，而用戶的系統(tǒng)可以是在線狀態(tài)。 設(shè)置斷點(diǎn)用戶可以通過調(diào)試環(huán)境軟件的人機(jī)對(duì)話界面，在程序中設(shè)置斷點(diǎn)。視flash型的型號(hào)不同，可以同時(shí)設(shè)置2或者3個(gè)斷點(diǎn)。這些斷點(diǎn)是硬件斷點(diǎn)，它是經(jīng)過jtag接口的傳輸，由芯片中的幾組斷點(diǎn)條件寄存器實(shí)現(xiàn)的。因此可以調(diào)試flash存儲(chǔ)器及ram中的程序，也不會(huì)改變用戶程序的運(yùn)行條件。 現(xiàn)場(chǎng)觀察與修改 用戶可以通過調(diào)試環(huán)境軟件的人機(jī)會(huì)話界面，檢查或修改flash芯片內(nèi)的各種存儲(chǔ)器、寄存器的數(shù)據(jù)。這些檢查或修改也是通過jtag接口的傳輸完成的.仿真器與計(jì)算機(jī)以及目標(biāo)板的連接比較簡(jiǎn)單。將仿真器的并口通過25pin電纜與計(jì)算機(jī)的并口連接，同時(shí)通過14pin的扁平電纜將仿真器的jtag插座與目標(biāo)板相連。連接示意圖如圖2-2。pc 并口目標(biāo)板jtag口 仿真器 圖2-2 pc，目標(biāo)板與jatg仿真器的連接方式 jtag端口的定義如圖2-3所示。 根據(jù)圖2-3所示，將tdo、tdi、tms、tck、reset、vcc、gnd與單片機(jī)上的相應(yīng)引腳連接即可。 圖2-3 jtag端口定義示意圖2.2體溫采集部分本文給出了應(yīng)用ge公司的ztp135sr型紅外溫度傳感器進(jìn)行的體溫計(jì)設(shè)計(jì)。2.2.1紅外傳感原理自然界一切溫度高于絕對(duì)零度(-27315)的物體。由于分子的熱運(yùn)動(dòng) 都在不停地向周圍空間輻射包括紅外波段在內(nèi)的電磁波。其輻射能量密度與物體本身的溫度關(guān)系符合普朗克(plank)定律。紅外測(cè)溫的原理是一樣的，都是根據(jù)普朗克原理。一般理解紅外測(cè)量的是物體的溫度其實(shí)測(cè)的是目標(biāo)物與傳感器或者說是物體與環(huán)境溫度之間的差值。物體輻射能量的大小直接與該物體的溫度有關(guān)具體地說，是與該物體熱力學(xué)溫度的4次方成正比用公式可表達(dá)為：e=(t4-t4o) 式中，e是輻射出射度單位是wm3；是斯蒂芬一波爾茲曼常數(shù)，567x10-8w(m2k4)；是物體的輻射率：t是物體的溫度(k)；to是物體周圍的環(huán)境溫度(k)。人體主要輻射波長為9 m10 m的紅外線通過對(duì)人體自身輻射紅外能量的測(cè)量便能準(zhǔn)確地測(cè)定人體表面溫度。由于該波長范圍內(nèi)的光線不被空氣所吸收，因而也可利用人體輻射的紅外能量精確地測(cè)量人體表面溫度。紅外溫度傳感器利用熱電偶原理，測(cè)量目標(biāo)物與傳感器或者物體與環(huán)境溫度之間的差值。熱電偶的原理是二種不同的金屬a和b構(gòu)成一個(gè)閉合回路，當(dāng)二個(gè)接觸端溫度不同時(shí)(tto)，回路中產(chǎn)生熱電勢(shì)eab，其中t稱為熱端、工作端或測(cè)量端，to稱為冷端、自由端或參比端。a和b稱為熱電極。熱電勢(shì)的大小由接觸電勢(shì)(也叫伯爾貼電勢(shì))和溫差電勢(shì)(也叫湯姆遜電勢(shì))決定。2.3.2 ztpl35sr的工作原理和性能 芯片尺寸大?。?8 mmxl8 mm； 光孔大?。?4 mm x 14 mm； 電偶數(shù)：60對(duì)： 作用面積：o7 mmx07 ram； 內(nèi)阻：60 kn30； 電阻溫度系數(shù)：012/； 敏感度：65 vw30； 噪聲電壓：32 nvrms(典型值)； 探測(cè)靈敏度：14e08 emhz(1/2)w(典型值)； 時(shí)間系數(shù)：25 ms(典型值)； 電熱堆作溫度補(bǔ)償：r=100 k，溫度為25(r公差為3)，=3960 (公 差為05)； 封裝型號(hào)：to-46； 工作溫度：-20100； 存貯溫度：-40120。2.3 a/d轉(zhuǎn)換部分msp430f413內(nèi)部沒有集成a/d轉(zhuǎn)換模塊，可以利用a/d轉(zhuǎn)換芯片tlc549完成這一工作。其外部電路非常簡(jiǎn)單，和單片機(jī)連接只需3個(gè)i/o口，如圖2-8所示。轉(zhuǎn)換過程如下: 圖2-4 a/d轉(zhuǎn)換部分利用三個(gè)數(shù)字i/o接口，msp430f413驅(qū)動(dòng)tlc549 a/d轉(zhuǎn)換采用異步串行接口，在實(shí)際應(yīng)用中，msp430f413的i/o管腳p2.0和p2.1用p2的方向寄存器(p2dir)配置為輸出，用p2的輸出寄存器(c p20ut提供相應(yīng)位的輸出緩沖信息。p2.0管腳與tlc549的選片管腳cs相連，p2.1管腳與tlc549的輸入/輸出時(shí)鐘i/o clk相連。轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)從tlc549的數(shù)據(jù)輸出管腳do讀出，進(jìn)入msp430f413的p2.3管腳。如上圖所示，msp430f413選擇了p2.0, p2.1, p2.3三個(gè)管腳，實(shí)際上任意一個(gè)管腳均能夠驅(qū)動(dòng)tlc549。當(dāng)cs為高電平時(shí)，do為高阻狀態(tài)。轉(zhuǎn)換開始之前，cs必須為低電平，以確保完成轉(zhuǎn)換，msp430f413在p2.1管腳上產(chǎn)生總計(jì)8個(gè)的時(shí)鐘脈沖應(yīng)用于tlc549i/o clk管腳的輸入。當(dāng)cs為低電平時(shí)，最先出現(xiàn)在do管腳的信號(hào)為轉(zhuǎn)換值得最高位。msp430f413通過p2.3管腳，從tlc549的do管腳連續(xù)移位讀取轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)進(jìn)入adcdata寄存器。最初的四個(gè)脈沖的下降沿分別移出上一次轉(zhuǎn)換值的第6位、5位、4位、3位，其中第四個(gè)時(shí)鐘下降沿啟動(dòng)采樣功能，采樣tl549模擬輸入信號(hào)的當(dāng)前轉(zhuǎn)換值。后續(xù)三個(gè)時(shí)鐘脈沖輸送給i/o clk管腳，分別在下降沿把上一次轉(zhuǎn)換值的第2位、1位、0位轉(zhuǎn)換位移出。最終(第八個(gè))時(shí)鐘脈沖的下降沿芯片，采樣/保持功能開始保持操作，保持操作持續(xù)到下一個(gè)第四時(shí)鐘的下降沿。轉(zhuǎn)換的周期由tlc549的內(nèi)部振蕩器定時(shí)，不受外部時(shí)鐘的約束。一個(gè)轉(zhuǎn)換完成需要17us。在轉(zhuǎn)換過程中，cs給一個(gè)高電平，do回到高阻狀態(tài)。下一次轉(zhuǎn)換序列之前，至少延時(shí)17us否則tlc549的轉(zhuǎn)換代碼將被破壞。2.4液晶顯示部分設(shè)計(jì)2.4.1 lcd簡(jiǎn)介 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，一般要有人機(jī)對(duì)話功能。人機(jī)對(duì)話包括人對(duì)系統(tǒng)的狀態(tài)干預(yù)、數(shù)據(jù)輸入以及系統(tǒng)向人報(bào)告狀態(tài)和運(yùn)行結(jié)果等。顯示屏是人機(jī)對(duì)話的輸出設(shè)備，通過顯示屏可以顯示系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)以及運(yùn)行結(jié)果。液晶是介于液體和晶態(tài)固體之間的一種各向異性凝聚流體，它既不是液體也不是晶體。液晶既像液體那樣具有流動(dòng)性，又像晶體那樣具有光學(xué)上的各向異性。從微觀結(jié)構(gòu)看，液晶材料的分子形狀都是各向異性的，一般總是棒狀、板狀或圓盤狀，并且具有固有電矩，所以有極性。向列型液晶分子可以繞長軸轉(zhuǎn)動(dòng)，或平移。沿長軸方向液晶是近乎透明的。當(dāng)受到外電場(chǎng)的作用時(shí)，液晶會(huì)發(fā)生湍流，棒狀分子沿長軸方向的有序排列被打亂，而變成混濁狀。撤除電場(chǎng)后，分子長軸又重新平行排列起來，沿該方向又恢復(fù)透明。我們正是利用液晶的這種效應(yīng)顯示圖像和字碼的。 lcd（liquid crystal display）液晶顯示屏是由不同部分組成的分層結(jié)構(gòu)。顯示屏由兩塊玻璃板構(gòu)成，其間由包含有液晶材料的均勻間隔隔開。液晶材料本身并不發(fā)光，所以在顯示屏兩邊都設(shè)有作為光源的燈管，而在液晶顯示屏背面有一塊背光板和反光膜。背光板是由熒光物質(zhì)組成的可以反射光線。它的作用主要是提供均勻的背景光源。當(dāng)lcd中的電極產(chǎn)生電場(chǎng)時(shí)，液晶分子就會(huì)產(chǎn)生扭曲，從而將穿越其中的光線進(jìn)行有規(guī)則的折射，然后經(jīng)過第二層過濾層的過濾在屏幕上顯示出來。通過對(duì)不同部分液晶分子的控制，我們就可以在屏幕上顯示出所需的內(nèi)容。 液晶屏一般分為段式和點(diǎn)陣式。段式液晶屏是由若干液晶段組成的，而點(diǎn)陣式液晶屏是由很多的液晶點(diǎn)所組成的。段式和點(diǎn)陣式的原理是一樣的，段式一般用于顯示數(shù)字或者固定的幾種圖案。點(diǎn)陣式中的點(diǎn)相當(dāng)于段式中的段，由于點(diǎn)很多，則可以顯示復(fù)雜的內(nèi)容。 2.4.2 msp430f413液晶驅(qū)動(dòng)方式 在msp430系列單片機(jī)中,液晶驅(qū)動(dòng)作為一個(gè)片內(nèi)外圍模塊驅(qū)動(dòng)才能在于msp430f4xx和mspx3xx等類型號(hào)的器件中,.msp430的器件上的液晶顯示器的控制/驅(qū)動(dòng)將簡(jiǎn)化液晶顯示器的顯示.而我所使用的msp430f413是有的. 對(duì)于液晶的驅(qū)動(dòng)有4中方法: 1 ,靜態(tài); 2, 2mux 或1/2占空比,1/2偏壓; 3, 3mux 或1/3占空比,1/3偏壓; 4, 4mux 或1/4占空比, 1/4偏壓. 液晶本身不發(fā)光,其顯示是通過反射環(huán)境光線實(shí)現(xiàn)的,因此液晶本身的功耗是很低的.由于液晶的特性,液晶的器樂動(dòng)需要交流信號(hào),而直流驅(qū)動(dòng)將損壞液晶.在驅(qū)動(dòng)電路中,液晶可以等效為電容.兩個(gè)電極分別為公共極與段極.公共極由comn信號(hào)驅(qū)動(dòng),段極由segn信號(hào)驅(qū)動(dòng).對(duì)于液晶的驅(qū)動(dòng)的4種方法.(1) 靜態(tài)驅(qū)動(dòng)靜態(tài)驅(qū)動(dòng)將只使用一個(gè)引腳作為液晶公共端com0,而每一段需要另一個(gè)引腳驅(qū)動(dòng),則總的液晶引腳數(shù)為 引腳數(shù)=1+段數(shù)(2) 2mux驅(qū)動(dòng)2mux驅(qū)動(dòng)方式將兩個(gè)引腳作為液晶公共端com0,com1,而每兩段需要另一個(gè)引腳驅(qū)動(dòng),則總的液晶引腳數(shù)為 引腳數(shù)=2+段數(shù)/2 (3) 3mux驅(qū)動(dòng)3mux驅(qū)動(dòng)方式將使用3個(gè)引腳作為液晶公共端com0,com1,com2,而每3段需要另一個(gè)引腳驅(qū)動(dòng),則總的液晶引腳數(shù)為 引腳數(shù)=3+段數(shù)/3 (4) 4mux驅(qū)動(dòng)4mux驅(qū)動(dòng)方式將使用4個(gè)引腳作為液晶公共端com0,com1,com2,com3,而每4段需要另一個(gè)引腳驅(qū)動(dòng),則總的液晶引腳數(shù)為 引腳數(shù)=4+段數(shù)/4 從表上述可以看出，對(duì)于確定的段極管腳數(shù)，選用4mux的方式可以驅(qū)動(dòng)最多的液晶段。例如：msp430f413的段極管腳數(shù)是24個(gè)，采用靜態(tài)驅(qū)動(dòng)方式可以驅(qū)動(dòng)24段液晶段（24段極管腳1公共極=24段）；采用2mux方式可以驅(qū)動(dòng)48段液晶段（24段極管腳2公共極=48段）；采用3mux方式可以驅(qū)動(dòng)72段液晶段（24段極管腳3公共極=72段）；采用4mux方式可以驅(qū)動(dòng)的液晶段數(shù)最多，為96段（24段極管腳4公共極=96段）。msp430系列單片機(jī)具有液晶驅(qū)動(dòng)能力的型號(hào)中，專門開辟了一片存儲(chǔ)空間來存放要顯示的信息，稱為液晶顯示緩存，簡(jiǎn)稱顯存26。顯存（lcdm1lcdm20）一共有20字節(jié)單元，地址為0x910xa4。如圖2-5所示。 圖2-5 顯存與msp430管腳對(duì)應(yīng)關(guān)系 圖2-5所示是顯存與公共極管腳和段極管腳的對(duì)應(yīng)關(guān)系。液晶顯存中每個(gè)字節(jié)的高4位可以看成是一組，低4位也可以看成是一組。每一組對(duì)應(yīng)一個(gè)段極管腳（segment pin），每一組中的每一位又分別對(duì)應(yīng)公共極com0com3。例如地址為0x91的字節(jié)的低4位對(duì)應(yīng)段極管腳0（s0），這4位中的最低位到最高位分別對(duì)應(yīng)com0、com1、com2、com3。液晶屏上的每一段都由一個(gè)公共信號(hào)和一個(gè)段信號(hào)控制，也就是說液晶屏上的每一段都與msp430的段極管腳和公共極管腳的組合相對(duì)應(yīng)。msp430的段極管腳和公共極管腳的組合又與液晶顯存中的某一位對(duì)應(yīng)。對(duì)液晶顯存中的相應(yīng)位寫入1則對(duì)應(yīng)的液晶段顯示；寫入0則對(duì)應(yīng)的液晶段消失。 msp430有4種驅(qū)動(dòng)方式，選用哪種驅(qū)動(dòng)方式由需要驅(qū)動(dòng)的液晶段數(shù)以及液晶屏的管腳和液晶屏內(nèi)部電極的排布決定。本系統(tǒng)采用的液晶屏是大連東顯電子有限公司生產(chǎn)的eds812液晶顯示屏。該顯示屏可以顯示3位數(shù)字，有24個(gè)管腳，其中1個(gè)公共極管腳，23個(gè)段極管腳。由于該液晶屏只有1個(gè)公共極，所以只能采用靜態(tài)驅(qū)動(dòng)方式。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)方式下，com0和所有的液晶段的一端相連，每個(gè)液晶另一端和段極管腳相連。段式液晶顯示屏通常顯示數(shù)字“8”，“8”段的定義如圖2-6所示，顯存與顯示段的對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖2-7所示。 圖2-6液晶段定義 圖2-7 靜態(tài)模式下顯存，液晶段，msp439管腳對(duì)應(yīng)關(guān)系從圖2-7中可以看出，在靜態(tài)驅(qū)動(dòng)模式下，只用到顯存中每個(gè)字節(jié)的第0位和第4位。如：地址為0x91的顯存的第0位對(duì)應(yīng)著第一個(gè)“8”字的“a”段，第4位對(duì)應(yīng)著第一個(gè)“8”字的“b”段。向0x91的第0位寫入1，則第一個(gè)“8”字的“a”段就會(huì)顯示出來；寫入0，則第一個(gè)“8字的“a”段就會(huì)消失。使用者可以根據(jù)圖2-7來確定液晶屏上顯示的內(nèi)容和向顯存中寫入的數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 圖2-8 eds812的外形如圖本系統(tǒng)采用的eds812的外形如圖2-8所示。 eds812的管腳如表2-1所示。 表2-1 eds812的管腳pin123456789101112symcom1e1d1c1dp2e2d2c2dp3e3d3cpin131415161718192021222324sym3b3a3f3g2b2a2f2g1b1a1f1g msp430f413的引腳36（com0）和eds812的引腳1相連，引腳1235（s0s23）按照?qǐng)D2-7和表2-2的對(duì)應(yīng)關(guān)系連接。 液晶的偏壓設(shè)置。由于液晶驅(qū)動(dòng)使用交流電壓，所以必須根據(jù)msp430的液晶驅(qū)動(dòng)方式進(jìn)行偏壓設(shè)置。在靜態(tài)模式下，r03接地，r13r33開路；2mux方式下，分別在r33、r13以及r13、r03之間接上10k的電阻，r03接地；3mux和4mux方式下，分別在r33、r23之間，r23、r13以及r13、r03之間接上10k的電阻，r03接地。在r03和地之間接上不同阻值的電阻可以改變液晶的對(duì)比度，r03直接接地相當(dāng)于選擇了最高的對(duì)比度. 液晶驅(qū)動(dòng)頻率設(shè)置。在msp430f4xx系列中有基本定時(shí)器（basictimer1），它的功能之一就是為液晶驅(qū)動(dòng)模塊提供時(shí)鐘信號(hào)?；径〞r(shí)器的計(jì)數(shù)器分為兩個(gè)部分，分別由寄存器btcnt1和btcnt2控制。液晶模塊的時(shí)鐘信號(hào)是從btcnt1中引出的，而btcnt1的時(shí)鐘源只能是aclk。液晶驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘信號(hào)的頻率flcd可以對(duì)aclk進(jìn)行32、64、128、256分頻得到。eds812的標(biāo)準(zhǔn)頻率為128hz，本系統(tǒng)的lfxt1接頻率為32.768khz的晶振，對(duì)aclk進(jìn)行256分頻，可以得到合適的液晶驅(qū)動(dòng)頻率flcd。 2.5 串行通信部分硬件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)測(cè)得的溫度除了可以顯示外，還可以發(fā)送給pc，pc可以實(shí)現(xiàn)對(duì)接收到的溫度自動(dòng)記錄，繪制出患者一天24小時(shí)（或者某一段時(shí)間范圍內(nèi)）的體溫波動(dòng)曲線；也可以比較不同日期，同一時(shí)間的體溫值以供醫(yī)護(hù)人員分析病情。單片機(jī)與pc之間可以通過串行口實(shí)現(xiàn)通信。pc串行口采用的eia-rs-232c標(biāo)準(zhǔn)的電平和邏輯關(guān)系與單片機(jī)的ttl電平和邏輯關(guān)系是不同的。rs-232c標(biāo)準(zhǔn)的邏輯電平對(duì)地是對(duì)稱的，邏輯“0”電平規(guī)定為+3v+15v之間，邏輯“1”電平為-3v15v之間，ttl電平的邏輯“1”和“0”分別為2.4v和0.4v。由于rs232c和ttl各自規(guī)定了自己的電氣標(biāo)準(zhǔn)，互不兼容，因此rs232c與ttl電路接口時(shí)需進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換36。rs-232c是美國電子工業(yè)協(xié)會(huì)eia（electronic industryassociation）制定的一種串行物理接口標(biāo)準(zhǔn)。rs232鏈路可以將通訊雙方在15米以內(nèi)有效連接。rs-232c總線標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了21個(gè)信號(hào)和25個(gè)引腳，包括一個(gè)主通道和一個(gè)輔助通道，在多數(shù)情況下主要使用主通道。完整的rs-232c接口采用標(biāo)準(zhǔn)的25芯插頭，對(duì)于一般的雙工通信，常用9芯插頭，僅需幾條信號(hào)線就可實(shí)現(xiàn)，最簡(jiǎn)單的通訊方式只需3條引線，包括一條發(fā)送線、一條接收線和一條地線。 圖2-9 rs232轉(zhuǎn)換電路msp430系列單片機(jī)的串行通信有兩種實(shí)現(xiàn)方式：一種方式是利用硬件通用串行同步/異步模塊（usart），通過對(duì)一系列的寄存器設(shè)置后，由硬件自動(dòng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的移入和移出；另一種方式是利用定時(shí)器模塊，由用戶軟件控制，將數(shù)據(jù)一位一位的移入和移出。本系統(tǒng)采用的msp430f413沒有硬件通用串行同步/異步模塊（usart）只能采用第二種方式。 2.6 鍵盤電路鍵盤是人機(jī)對(duì)話的輸入設(shè)備，通過鍵盤可以設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)，控制系統(tǒng)運(yùn)行。在單片機(jī)系統(tǒng)中，一般沒有現(xiàn)成的通用鍵盤，需要設(shè)計(jì)者根據(jù)需要自行設(shè)計(jì)。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的鍵盤分為非行列式鍵盤和行列式鍵盤。非行列式鍵盤的硬件電路和執(zhí)行軟件都比較簡(jiǎn)單，消耗cpu資源少。但由于非行列式鍵盤的一個(gè)按鍵對(duì)應(yīng)著單片機(jī)的一個(gè)i/o端口，所以只適用于按鍵較少的情況。本系統(tǒng)的按鍵較少，只有兩個(gè)。一個(gè)電源開關(guān)鍵，一個(gè)溫度測(cè)量鍵。所以本系統(tǒng)采用非行列式鍵盤。key 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，鍵盤中的按鍵是輕觸按鍵，它是通過開關(guān)狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)其功能的。它的結(jié)構(gòu)如圖2-10所示。ba 圖2-10鍵盤的單元電路 按鍵的基本結(jié)構(gòu)由兩個(gè)電極和金屬彈簧片構(gòu)成。當(dāng)金屬彈簧片上的按鍵key按下時(shí)，電極a和b導(dǎo)通。在實(shí)際應(yīng)用中，單片機(jī)的運(yùn)行速度相對(duì)于操作者鍵的速度來說是非常快的，這樣就必須考慮按下按鍵前后的抖動(dòng)問題。即在金屬片和a、b剛剛接觸和將要分開的時(shí)候，由于機(jī)械抖動(dòng)，系統(tǒng)會(huì)認(rèn)為產(chǎn)生了多次按鍵過程。抖動(dòng)的消除方法一種是用硬件電路來實(shí)現(xiàn)抖動(dòng)消除，另外一種是利用軟件延時(shí)來實(shí)現(xiàn)抖動(dòng)消除。本系統(tǒng)是采用軟件延時(shí)來實(shí)現(xiàn)抖動(dòng)消除的。利用軟件來消除抖動(dòng)就是當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到有按鍵按下時(shí)，經(jīng)過20ms再次檢測(cè)是否該按鍵被按下。如果檢測(cè)到該按鍵被按下，則表明該按鍵確實(shí)被按下，執(zhí)行該按鍵對(duì)應(yīng)的功能；如果檢測(cè)到該按鍵沒有被按下，則表明該按鍵沒有被按下。鍵盤部分電路圖如圖2-11所示 圖2-11 鍵盤電路第3章便攜式溫度監(jiān)測(cè)儀的軟件設(shè)計(jì) 3.1 msp430開發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介 本系統(tǒng)的功能主要是在程序的控制下完成的，軟件編寫是本系統(tǒng)的主要部分。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的軟件編寫可以使用匯編語言也可以使用c語言。匯編語言編譯效率高，占用硬件資源少，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，但也有一些缺點(diǎn)，比如可移植能力差，對(duì)于相對(duì)復(fù)雜的一些程序，應(yīng)用匯編語言工作量大、調(diào)試?yán)щy。c語言功能豐富，表達(dá)能力強(qiáng)，使用靈活方便，目標(biāo)程序效率高，可移植性好，并且對(duì)硬件的控制能力高。c語言既有高級(jí)語言的優(yōu)點(diǎn)，又具有低級(jí)語言的許多特點(diǎn)15，所以c語言在單片機(jī)的軟件開發(fā)中有著廣泛的應(yīng)用。本系統(tǒng)的軟件部分就是采用c語言來編寫的。 本系統(tǒng)采用的開發(fā)環(huán)境為iar公司的集成開發(fā)環(huán)境:iarembedded workbench for msp430（簡(jiǎn)稱為ew430）嵌入式工作平臺(tái)以及調(diào)試器c-spy。為了發(fā)揮msp430的優(yōu)點(diǎn)，ew430在iso/ansi標(biāo)準(zhǔn)語言規(guī)范上進(jìn)行了擴(kuò)展，用戶可以利用擴(kuò)展部分編寫出效率更高、功能更強(qiáng)的程序，并且可以大大減小開發(fā)的工作量。ew430功能非常強(qiáng)大，它有如下基本特性。 （1）支持ansi c并包含對(duì)embedded c+的支持； （2）內(nèi)建msp430特性擴(kuò)展優(yōu)化； （3）代碼長度和速度有多級(jí)優(yōu)化； （4）支持32位和64位浮點(diǎn)數(shù)； （5）支持硬件乘法器； （6）內(nèi)部函數(shù)支持低功耗模式； （7）支持c和匯編語言混合編程。 雙擊隨仿真器附帶的安裝文件既可以在windows系統(tǒng)下安裝iarembedded workbench，安裝之后雙擊iar embedded workbench圖標(biāo)可以進(jìn)入iar embedded workbench工作環(huán)境。要開發(fā)一個(gè)完整的軟件，其源文件通常會(huì)有多個(gè)，而且文件類型也有多種。為了便于使用和管理，將這些文件的集合稱為project。開發(fā)軟件的時(shí)候，首先要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)project，設(shè)置工程參數(shù)（主要是選擇和實(shí)際系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的單片機(jī)型號(hào)），然后才可以編譯和鏈接。高版本的iar embedded workbench除了創(chuàng)建project，還需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)workspace。一個(gè)workspace包含若干個(gè)project，每個(gè)project又包含若干源文件。在iar embedded workbench中完成源程序的編輯后，點(diǎn)擊make進(jìn)行文件編譯，如出現(xiàn)錯(cuò)誤信息提示，用鼠標(biāo)單擊任意一個(gè)錯(cuò)誤信息提示，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)指示有錯(cuò)誤的語句行，方便使用者修改17。源文件通過編譯后，單擊debug按鈕可以進(jìn)入c-spy調(diào)試環(huán)境。c-spy調(diào)試器可以工作在軟件模擬（simulation）方式下，也可以通過jtag接口與目標(biāo)系統(tǒng)相連工作在仿真（emulation）方式下。通過jtag接口在線調(diào)試程序是msp430系列單片機(jī)的一大優(yōu)點(diǎn)，所以本課題采用仿真方式調(diào)試程序。在仿真方式下源文件通過編譯后，單擊debug按鈕就可以生成目標(biāo)代碼并下載程序到目標(biāo)系統(tǒng)的單片機(jī)中，如果下載正常就可以進(jìn)入程序調(diào)試界面。在c-spy調(diào)試環(huán)境中，可以打開調(diào)試程序所需的若干窗口，如源程序窗口、寄存器窗口、觀察窗口、存儲(chǔ)器窗口、特殊功能寄存器窗口等；也可以設(shè)置程序執(zhí)行的不同模式，如單步模式、連續(xù)模式、斷點(diǎn)模式、執(zhí)行到光標(biāo)處等運(yùn)行模式。本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)采用模塊化的設(shè)計(jì)思想。按照硬件設(shè)計(jì)的各個(gè)模塊，將軟件按照不同的功能分成多個(gè)程序模塊。各個(gè)模塊分別設(shè)計(jì)、編程、調(diào)試，再通過主程序和中斷處理程序?qū)⒏鞒绦蚰K連接起來.3.2主程序的設(shè)計(jì)將系統(tǒng)初始化，然后按下按鍵，判斷按鍵是否按下，判斷按下的是哪個(gè)按鍵。 開始 初始化 按下按鍵判斷按鍵是否被按下？ 否是判斷按下的是哪個(gè)按鍵?跳轉(zhuǎn)到各個(gè)子程序 圖3-1主程序流程圖3.3a/d轉(zhuǎn)換部分軟件設(shè)計(jì)a/d轉(zhuǎn)換的模塊,整個(gè)例程需要60個(gè)字節(jié)，功能包括:關(guān)閉看門狗，設(shè)置堆棧指針，系統(tǒng)復(fù)位以后vo的初始化，子程序lvas 549被調(diào)用驅(qū)動(dòng)8位轉(zhuǎn)換代碼順序進(jìn)入adcdata寄存器，一個(gè)寄存器(r12)臨時(shí)用來計(jì)算字節(jié)的位數(shù)。3.4液晶顯示部分軟件設(shè)計(jì)液晶顯示程序的功能就是將要顯示的內(nèi)容轉(zhuǎn)化成對(duì)應(yīng)的字模后寫入顯存，從而在液晶屏上顯示出需要的內(nèi)容。程序的結(jié)構(gòu)圖如圖3-2所示。將顯存內(nèi)容顯存初始化定時(shí)器，液晶驅(qū)動(dòng)模塊 開始 3-2 液晶顯示程序流程圖3.5串行通信部分軟件設(shè)計(jì)串行通信是將數(shù)據(jù)的各個(gè)位一位一位地通過單一位寬的傳輸線按順序分時(shí)傳送，即通信雙方一次傳輸一個(gè)二進(jìn)制位39。進(jìn)行異步串行通信的雙方必須使用相同的通信格式。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的異步串行通信格式通常為：起始位+數(shù)據(jù)位+奇偶校驗(yàn)位+停止位。起始為1位，數(shù)據(jù)位可以選擇7位或8位，一般選擇8位。奇偶校驗(yàn)位為1位可以省略。停止位可以為1位或者2位。本系統(tǒng)采用的通信格式為：位起始位+8位數(shù)據(jù)位+1位停止位。起始位為低電平，停止位為高電平在通信過程中，通信雙方必須確定一定的通信速率。通信速率用波特率來表示。波特率是指單位時(shí)間內(nèi)傳送的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)，以位/秒（bit/s）表示。本系統(tǒng)的波特率是用定時(shí)器定時(shí)產(chǎn)生中斷來實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)定時(shí)器時(shí)鐘源的頻率和系統(tǒng)要求的波特率可以計(jì)算出每個(gè)數(shù)據(jù)位發(fā)送/接收所需要的時(shí)間間隔。計(jì)算公式如下： bittime為數(shù)據(jù)傳輸過程中每個(gè)數(shù)據(jù)位發(fā)送/接收所需的時(shí)間間隔；tclk為定時(shí)器的計(jì)數(shù)時(shí)鐘頻率；baud rate為系統(tǒng)所需的波特率。本系統(tǒng)定時(shí)器的計(jì)數(shù)時(shí)鐘頻率為32，768hz，波特率為1200bit/s。本系統(tǒng)的bittime為32768/1200=27.3發(fā)送/接收每個(gè)相鄰數(shù)據(jù)位的時(shí)鐘周期是27.3，發(fā)