溫度采集與顯示（DSP控制器及其應(yīng)用 ）課程設(shè)計說明書

1、科信學(xué)院課程設(shè)計說明書（2010/2011學(xué)年第一學(xué)期）課程名稱 ： dsp控制器及其應(yīng)用 題 目 ： 溫度采集與顯示 專業(yè)班級 ： 通信工程07-2 班 學(xué)生姓名 ： 學(xué) 號 ： 070312227 指導(dǎo)教師 ： 設(shè)計周數(shù) ： 2 周 設(shè)計成績 ： 2010年12月29日目 錄1 課程設(shè)計目的12 課程設(shè)計正文12.1系統(tǒng)分析12.1.1 設(shè)計的任務(wù)及步驟12.1.2 技術(shù)要求22.1.3設(shè)計思路22.2 總體設(shè)計22.2.1硬件設(shè)計22.2.2 系統(tǒng)框圖設(shè)計32.3 元器件的選擇32.3.1 單元電路設(shè)計32.3.2 單元模塊分析42.4 程序流程圖與源程序52.4.1 軟件系統(tǒng)流程圖52

2、.4.2 軟件程序設(shè)計53 運行結(jié)果54 課程設(shè)計總結(jié)65 參考文獻7附錄71 課程設(shè)計目的通過我們對dsp控制器及其應(yīng)用課程的學(xué)習(xí)和理解，綜合運用課本中所學(xué)到的理論知識完成一個溫度采集與顯示的課程設(shè)計。通過這次實踐鍛煉我們查閱資料、方案比較、團結(jié)合作的能力。在這個過程我們必須掌握溫度采集技術(shù)的硬件設(shè)計、熟悉a/d轉(zhuǎn)換技術(shù)和dsp液晶顯示功能的軟件設(shè)計。學(xué)會采用簡單電路的實驗調(diào)試和整機指標測試方法，增強我們的動手能力，為以后學(xué)習(xí)和工作打下堅實基礎(chǔ)。2 課程設(shè)計正文2.1系統(tǒng)分析 2.1.1 設(shè)計的任務(wù)及步驟 （1）熟悉mc1403芯片的應(yīng)用； （2）根據(jù)實驗測得熱敏電阻和溫度的一些數(shù)據(jù)，設(shè)計溫

3、度電阻公式； （3）設(shè)計外部硬件電路； （4）軟件完成程序流程圖設(shè)計和編程，其中包括a/d轉(zhuǎn)換和液晶顯示部分； （5）軟硬件聯(lián)合調(diào)試； （6）書寫設(shè)計說明書。2.1.2 技術(shù)要求 此系統(tǒng)利用熱敏電阻測得電阻溫度之間的關(guān)系，找到電阻和溫度之間的代數(shù)關(guān)系，從而檢測溫度，設(shè)計硬件外擴電路，同時設(shè)計軟件程序，包括a/d程序設(shè)計，進行軟硬件聯(lián)系調(diào)試，能在液晶顯示屏上顯示溫度。2.1.3設(shè)計思路 系統(tǒng)首先設(shè)計溫度采集硬件電路，在多次實驗運算擬合出熱敏電阻輸出電壓值與溫度之間的函數(shù)關(guān)系，熱敏電阻的輸出的電壓值隨溫度的上升而下降，呈現(xiàn)出負系數(shù)，從而運用于實驗中檢測溫度；然后將采集的溫度送入dsptms320f

4、2812模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將電壓信號變?yōu)閿?shù)字信號，再編寫函數(shù)來控制lcd來顯示相應(yīng)的溫度及相關(guān)文字。2.2 總體設(shè)計 2.2.1硬件設(shè)計tms320f2812作為使用的dsp芯片。它包含33個電源引腳（為使器件正常運行，所有電源引腳必須正確連接且不能懸空）時鐘源模塊，dsp有六種信號可以使dsp控制器復(fù)位，即電源復(fù)位、復(fù)位引腳rs、軟件復(fù)位、非法地址復(fù)位、看門狗定時器溢出、欠壓復(fù)位六種復(fù)位信號。所以在設(shè)計的初期，把它分成了五個模塊。其中復(fù)位采用電源復(fù)位的方式，由引腳pcreset引起。為了可靠復(fù)位，其中低電平的有效時間至少6個cpu時鐘周期。dsp最小系統(tǒng)組成框圖如圖1所示。 圖1 dsp最小系統(tǒng)其

5、中：開關(guān)sw-pb、電容c1、兩個反相器及其電阻電源構(gòu)成了復(fù)位電路，晶振與兩個并聯(lián)電容接xtal1與xtal2構(gòu)成振蕩電路，pwm1與pwm7構(gòu)成了調(diào)制信號的輸入與輸出，旁路引腳接地，請求控制信號mp/mc與gnd接地。2.2.2 系統(tǒng)框圖設(shè)計該系統(tǒng)包括溫度采集電路模塊、dspf2812芯片、a/d轉(zhuǎn)換部分和lcd液晶顯示，首先要初始化a/d轉(zhuǎn)換模塊，然后等待中斷，當產(chǎn)生中斷后對采集到的模擬信號進行處理，為確保轉(zhuǎn)換精度要進行多次取值求平均，轉(zhuǎn)換結(jié)果放在結(jié)果寄存器的高12位上，通過編程將處理后的溫度值送到lcd上進行顯示。溫度采集電路dspf2812a/d轉(zhuǎn)換電路液晶顯示模塊 圖2 系統(tǒng)設(shè)計流程

6、圖2.3 元器件的選擇2.3.1 單元電路設(shè)計（1）設(shè)計方案mc1403芯片為模數(shù)轉(zhuǎn)換提供基準電壓，且輸入端接+5v電源后再并聯(lián)一個去噪聲的電容，利用熱敏電阻進行溫度采集，采集后的輸出電壓（不得大于3.3v）與dsp的p2端口23引腳相連。（2）外擴電路設(shè)計圖圖3 溫度采集電路原理圖2.3.2 單元模塊分析（1）mc1403芯片的引腳結(jié)構(gòu)如下圖所示。圖4 mc1403芯片vin端口輸入一個4.55.0v的模擬電壓值（接p2口的1引腳），在輸入端接一個電容濾除其他頻率分量，在vout端輸出了一個穩(wěn)定的電壓值（接p2口的23引腳），該電壓值不得大于3.3v，gnd端接模擬地（接p2口的33引腳）。

7、（2） a/d轉(zhuǎn)換模塊當模/數(shù)轉(zhuǎn)換完成后，讀取結(jié)果寄存器前，最好先讀取模/數(shù)轉(zhuǎn)換控制寄存器adcrl2的adcfif01或adcfif02，以確定當前結(jié)果寄存器的狀態(tài)，保證讀取的結(jié)果是正確。另外，要注意12位的轉(zhuǎn)換結(jié)果放在結(jié)果寄存器中的高12位上，該12位數(shù)據(jù)與外部模擬輸入電壓的關(guān)系為：12位數(shù)字結(jié)果=4095*（輸入電壓/基準電壓）（3） lcd液晶顯示模塊dsp經(jīng)常會對讀寫周期較慢的輸入/輸出設(shè)備（如液晶顯示模塊、打印機、鍵盤等）進行訪問，通常以下兩種方法來解決dsp與這些慢速設(shè)備之間的輸入/輸出時序匹配問題。直接訪問方式是將dsp的讀寫信號限于慢速設(shè)備接口控制板引出的讀寫信號線直接相連，

8、時序由dsp內(nèi)部讀寫邏輯控制。由于慢速外設(shè)的讀寫周期相對dsp較慢，是兩者的時序匹配，還必須進行一些時序方面的控制處理。一中處理方法是軟件編程等待狀態(tài)發(fā)生器，將外部總線周期擴展到數(shù)個機器周期。由于受硬件條件的限制，這種擴展通常也是有限的。液晶顯示為128行和64列的矩陣，它分左右兩個平面，而一個字是16行和16列的矩陣，在按頁的顯示中每一頁是一個8行和128列的矩陣，所以每一行字是分兩頁顯示的。2.4 程序流程圖與源程序2.4.1 軟件系統(tǒng)流程圖軟件系統(tǒng)流程圖如圖5所示。 開 始初始化dsp時鐘初始化ctr初始化ad采樣時鐘中斷采集數(shù)據(jù)存入voltagel中數(shù)據(jù)處理后的溫度值送到lcd顯示清楚

9、并顯示相關(guān)文字啟動ad0通道采集 圖5 程序流程圖2.4.2 軟件程序設(shè)計該程序主要包括主程序、延時、a/d轉(zhuǎn)換，液晶屏相應(yīng)漢字顯示、溫度計算與顯示等子程序?qū)崿F(xiàn)溫度采集與顯示的功能，程序詳見附錄。3 運行結(jié)果（1）運行描述m1403芯片作為模數(shù)轉(zhuǎn)換提供基準電壓，利用熱敏電阻進行采集，采集后的輸出電壓與dsp的p2口23引腳相連。將采集到的電壓送入a/d轉(zhuǎn)換模塊，編寫程序?qū)崿F(xiàn)a/d轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結(jié)果放在結(jié)果寄存器的高12位上，編寫函數(shù)獲取a/d轉(zhuǎn)換結(jié)果，將處理的溫度值的各個對應(yīng)顯示到lcd上。（2）系統(tǒng)調(diào)試 mc1403 芯片vin 端輸入一個+5v的模擬電壓值；在輸入端接一個電容濾除其它頻率分量；

10、在 vout 端輸出了一個穩(wěn)定的電壓值；gnd端直接接模擬地；給試驗箱供電，打開 setup ccs2(c2000), 在彈出的對話框中選擇icetek-5100 usb emulator for tms320f2812 導(dǎo)入，進行配置設(shè)置然后進入 ccs2(c2000),打開工程文件進行編譯生成 .out 文件下載到硬盤中然后調(diào)試，觀察液晶顯示屏，第一行顯示“溫度顯示”，第二行顯示“ 溫度值 ”，當用手觸摸時，溫度顯示不斷變化，實現(xiàn)了溫度的采集與現(xiàn)實。（3）調(diào)試結(jié)果將程序燒到實驗箱中，得到運行結(jié)果如下圖6所示。圖 6 調(diào)試結(jié)果4 課程設(shè)計總結(jié)通過學(xué)習(xí)dsp課程我們都知道，dsp實際上也是一種

11、單片機，它同樣是將中央處理單元、控制單元和外圍設(shè)備集成到一塊芯片上。但dsp有別于普通的單片機，它采用了多組總線技術(shù)實現(xiàn)并行運行機制，從而極大地提高了運算速度，也提供了非常靈活的指令系統(tǒng)。此次的課程設(shè)計我們組做的設(shè)計是溫度采集與顯示，通過老師和同學(xué)們的努力我們終于成功完成此次課程設(shè)計的全部任務(wù)，設(shè)計的一開始我們就著手準備設(shè)計資料，上網(wǎng)、圖書館查閱資料，我們分工明確，每個同學(xué)都有自己的任務(wù)，因此工作進行得有條不紊，大家都很有責任感，認真做好自己的工作。在這次課程設(shè)計中我主要負責的軟件編程部分，程序調(diào)試我采用的是ccs 2 (c2000)軟件，至于軟件如何配置和使用，老師在上實驗課的時候已經(jīng)簡單的

12、介紹過，所以再次看到它的時候不是很陌生，但是在用它編程序時就出現(xiàn)了很多問題，在這里我遇到了很大的困難，雖然有書籍和網(wǎng)絡(luò)上查找的輔導(dǎo)資料，但是由于軟件設(shè)計是靈活的東西，它不僅需要有過硬的編程知識，還必須有靈活的應(yīng)用，因此在這方面的調(diào)試時花費了大量的時間。首先，我把編程序想的過于簡單，以為只是把每個模塊的子程序編寫成功便可以，卻忽視了模塊與模塊之間的相關(guān)性和銜接性，因此總出現(xiàn)參數(shù)定義不準確和函數(shù)聲明不相符的錯誤。其次，因為自已的粗心不嚴謹，導(dǎo)致出現(xiàn)大小寫不符，缺少分號或大括號的低級錯誤。程序語法不對，調(diào)試不過去，生成不了.out文件，不過通過請教老師和同學(xué)問題都解決了，當我看到我調(diào)試出來的結(jié)果是那

13、種激動的心情就別提了，感覺特別有成就感。通過這次課程設(shè)計，不僅是我進一步加深對課本知識的理解，更讓我學(xué)會了團結(jié)合作的精神，不但鍛煉了我們動手動腦的能力，還提高了我們分析問題、解決問題的能力，在這次設(shè)計中我也學(xué)會了遇事要冷靜，團結(jié)合作，虛心請教，沒有任何事情解決不了，最后衷心的感謝始終支持我們的老師們，你們辛苦了！5 參考文獻1 萬山明.tms320f281x dsp原理及應(yīng)用實例.北京航空航天大學(xué)出版社，20072 鄭紅，王鵬，董云鳳，吳冠.dsp應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計實踐.北京航空航天大學(xué)出版社，20063 徐科軍，張瀚，陳智淵.tms320f281xdsp 原理與應(yīng)用.北京航空航天大學(xué)出版社，200

14、6附錄#include dsp281x_device.h / dsp281x headerfile include file#include dsp281x_examples.h / dsp281x examples include file/ prototype statements for functions found within this errupt void adc_isr(void);/ global variables used in this example:#define lcddelay 1#define lcdcmdturnon 0x3f#define

15、 lcdcmdturnoff 0x3e#define lcdcmdstartline 0xc0#define lcdcmdpage 0xb8#define lcdcmdveraddress 0x40#define adc_usdelay 8000l#define adc_usdelay2 20luint16 zhengshut,xiaoshut,zhongjian1,zhongjian2;float temp1=0;unsigned char lcdkey532;unsigned char ledkey128;uint16 loopcount;uint16 conversioncount;fl

16、oat temp;uint16 i,j;uint16 voltage11024;uint16 voltage21024;void delay(int ndelay);void turnonlcd();void lcdcls();void lcdwrite(unsigned int x,unsigned int y,unsigned int lr,unsigned int n);void writenb(unsigned int x,unsigned int y,unsigned char *no,unsigned f,unsigned int lr);void wendu(float c);v

17、oid delay_loop();void delay_loop1();void error(void);/數(shù)字模塊unsigned char ledkey128= /半角0x00,0x00,0x7c,0x82,0x82,0x82,0x7c,0x00,/00x00,0x00,0x00,0x84,0xfe,0x80,0x00,0x00,/10x00,0x00,0x84,0xc2,0xa2,0x92,0x8c,0x00,/20x00,0x00,0x44,0x92,0x92,0x92,0x6c,0x00, /30x00,0x00,0x30,0x28,0x24,0xfe,0x20,0x00, /40x

18、00,0x00,0x4e,0x92,0x92,0x92,0x62,0x00, /50x00,0x00,0x7c,0x92,0x92,0x92,0x64,0x00, /60x00,0x00,0x02,0xc2,0x32,0x0a,0x06,0x00, /70x00,0x00,0x6c,0x92,0x92,0x92,0x6c,0x00, /80x00,0x00,0x4c,0x92,0x92,0x92,0x7c,0x00, /90x00,0x00,0x00,0x66,0x66,0x00,0x00,0x00, /: 0x00,0x60,0x60,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, /.

19、 ;void main(void) initsysctrl(); eallow; gpiomuxregs.gpfmux.all=0x0000; /i/o:0 特殊功能：1 gpiomuxregs.gpfdir.all=0x000f;/ output edis; dint; initpiectrl(); ier = 0x0000; /cpu中斷允許寄存器 ifr = 0x0000;/cpu中斷標志寄存器 initpievecttable(); eallow; sysctrlregs.hispcp.all = 0x3; / hspclk = sysclkout/6給ad轉(zhuǎn)換時鐘提供一個6分頻 ed

20、is; eallow; / this is needed to write to eallow protected register pievecttable.adcint = &adc_isr; edis; / this is needed to disable write to eallow protected registers initadc(); / 初始化ad piectrlregs.pieier1.bit.intx6 = 1; ier |= m_int1; / enable cpu interrupt 1 eint; / enable global interrupt intm

21、ertm; / enable global realtime interrupt dbgm loopcount = 0; conversioncount = 0; / configure adc adcregs.adcmaxconv.all = 0x0001; / setup 2 convs on seq1 adcregs.adcchselseq1.bit.conv00 = 0x0; / setup adcina3 as 1st seq1 conv. adcregs.adcchselseq1.bit.conv01 = 0x1; / setup adcina2 as 2nd seq1 conv.

22、 adcregs.adctrl2.bit.eva_soc_seq1 = 1; / enable evasoc to start seq1 adcregs.adctrl2.bit.int_ena_seq1 = 1; / enable seq1 interrupt (every eos)/ configure eva/ assumes eva clock is already enabled in initsysctrl(); evaregs.t1cmpr = 0x0080; / setup t1 compare value evaregs.t1pr = 0x0fff; / setup perio

23、d register evaregs.gptcona.bit.t1toadc = 1; / enable evasoc in eva evaregs.t1con.all = 0x1042; / enable timer 1 compare (up turnonlcd(); /打開顯示 lcdcls(); /清除顯示內(nèi)存 *(int *)0x108000=0x80;/ 初始化icetek-ctrdelay(lcddelay);*(int *)0x108000=0x0;delay(lcddelay);*(int *)0x108000=0x80;delay(lcddelay);*(int *)0x1

24、08001=lcdcmdstartline;/ 設(shè)置顯示起始行delay(lcddelay);*(int *)0x108002=0;delay(lcddelay); for(;) wendu(temp); lcdwrite(2,0,0,0); lcdwrite(2,16,0,1); lcdwrite(2,32,1,2); lcdwrite(2,48,1,3); lcdwrite(6,48,1,4);/在液晶屏上顯示相應(yīng)的漢字及符號 writenb(6,6,ledkeyzhengshut&0x000f,0,0); writenb(6,5,ledkey(zhengshut&0x00f0)4,0,0

25、); writenb(6,2,ledkeyxiaoshut&0x000f,0,1); writenb(6,1,ledkey(xiaoshut&0x00f0)4,0,1); writenb(6,7,ledkey11,0,0);/在液晶屏上顯示溫度值 interrupt void adc_isr(void) voltage1conversioncount = adcregs.adcresult0 4; voltage2conversioncount = adcregs.adcresult1 4; if(conversioncount = 1023) conversioncount = 0; els

26、e conversioncount+; if(conversioncount=0) temp=0; for(i=0;i200;i+) temp=temp+voltage1i; temp=temp/200.0;/求平均值 temp=temp*3.0/4095.0; / reinitialize for next adc sequence adcregs.adctrl2.bit.rst_seq1 = 1; / reset seq1 adcregs.adcst.bit.int_seq1_clr = 1; / clear int seq1 bit piectrlregs.pieack.all = pi

27、eack_group1; / acknowledge interrupt to pie return;/延時子程序void delay( int ndelay)int ii,jj,kk=0;for ( ii=0;iindelay;ii+ )for ( jj=0;jj1024;jj+ )kk+;/打開顯示子程序void turnonlcd()*(int *)0x108001=lcdcmdturnon;delay(lcddelay);*(int *)0x108002=0;delay(2048); *(int *)0x108001=lcdcmdstartline;delay(lcddelay);*(

28、int *)0x108002=0;delay(lcddelay);/清屏程序void lcdcls()int i,j;*(int *)0x108001=lcdcmdstartline;delay(lcddelay);*(int *)0x108002=0;delay(lcddelay);for ( i=0;i8;i+ )*(int *)0x108001=lcdcmdpage+i;delay(lcddelay);*(int *)0x108002=0;delay(lcddelay);*(int *)0x108001=lcdcmdveraddress;delay(lcddelay);*(int *)0

29、x108002=0;delay(lcddelay);for ( j=0;j64;j+ )*(int *)0x108003=0;delay(lcddelay);*(int *)0x108002=0;delay(lcddelay); *(int *)0x108001=lcdcmdpage+i;delay(lcddelay);*(int *)0x108002=0;delay(lcddelay);*(int *)0x108001=lcdcmdveraddress;delay(lcddelay);*(int *)0x108002=0;delay(lcddelay);for ( j=0;j64;j+ )*

30、(int *)0x108004=0;delay(lcddelay);*(int *)0x108002=0;delay(lcddelay);void lcdwrite(unsigned int x,unsigned int y,unsigned int lr,unsigned int n) unsigned char lcdkey532=0x10,0x21,0x86,0x70,0x00,0x7e,0x4a,0x4a,0x4a,0x4a,0x4a,0x7e,0x00,0x00,0x00,0x00,0x02,0xfe,0x01,0x40,0x7f,0x41,0x41,0x7f,0x41,0x41,0

31、x7f,0x41,0x41,0x7f,0x40,0x00,/溫0x00,0x00,0xfc,0x04,0x24,0x24,0xfc,0xa5,0xa6,0xa4,0xfc,0x24,0x24,0x24,0x04,0x00,0x80,0x60,0x1f,0x80,0x80,0x42,0x46,0x2a,0x12,0x12,0x2a,0x26,0x42,0xc0,0x40,0x00,/度0x00,0x00,0x00,0x3e,0x2a,0xea,0x2a,0x2a,0x2a,0xea,0x2a,0x3e,0x00,0x00,0x00,0x00,0x20,0x21,0x22,0x2c,0x20,0x

32、3f,0x20,0x20,0x20,0x3f,0x28,0x24,0x23,0x20,0x20,0x00,/顯0x00,0x20,0x20,0x22,0x22,0x22,0x22,0xe2,0x22,0x22,0x22,0x22,0x22,0x20,0x20,0x00,0x10,0x08,0x04,0x03,0x00,0x40,0x80,0x7f,0x00,0x00,0x01,0x02,0x0c,0x18,0x00,0x00,/示0x00,0x02,0x05,0xe2,0x18,0x04,0x02,0x02,0x02,0x02,0x02,0x02,0x04,0x1e,0x00,0x00,0x0

33、0,0x00,0x00,0x07,0x18,0x20,0x40,0x40,0x40,0x40,0x40,0x40,0x20,0x18,0x00,0x00,/; if(lr=0) int j; int k=n; *(int *)0x108001=lcdcmdpage+x; delay(1); *(int *)0x108002=0; delay(1); *(int *)0x108001=lcdcmdveraddress+y; delay(1); *(int *)0x108002=0; delay(1); for(j=0;j16;j+) *(int *)0x108003=lcdkeykj; dela

34、y(10); *(int *)0x108002=0; delay(10); x+; *(int *)0x108001=lcdcmdpage+x; delay(1); *(int *)0x108002=0; delay(1); *(int *)0x108001=lcdcmdveraddress+y; delay(1); *(int *)0x108002=0; delay(1); for(j=16;j32;j+) *(int *)0x108003=lcdkeykj; delay(100); *(int *)0x108002=0; delay(100); else int j; int k=n; *(int *)0x108001=lcdcmdpage+x; delay(1); *(int *)0x108002=0; delay(1); *(int *)0x108001=lcdcmdveraddress+y; delay(1); *(int *)0x108002=0; delay(1); for(j=0;j16;j+) *(in