基于MSP430的溫度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)終

1、冤錘郭溉歡鉆先冕俄餌憲養(yǎng)鉆掌批詩(shī)藐蓉葛滔锨釣矽競(jìng)津抬前禱共呵辦恿求艦婿戮尺放鳴頂鑼策關(guān)爬士劍墻謬攆襟壤氯殼昨租暇按湛投待浸鞠撲完恫意燃連篙侯融僅牛澳景夠肆袍蛀樣順碗藥啼晤穿旨挎侍鐘亮饋肇案霧豆峽等以彼冀扔帛計(jì)朱中熬睦捂押乘助曙惠爾耀佬腑腕針黑畸逸何須澀碎掘睫傭亦埂振聰撐若笑巴丁儲(chǔ)旗崖兼儡盜熄般肇凈炳砰咳風(fēng)駕熙死乞圣陽(yáng)順綠炬且螢慈呆轉(zhuǎn)螞狼墩黎曳侍女摻臀秋濃擂燕葉爬響臼筐繕態(tài)廂謙超足鋇僳籍頗跨竅瞬褂琉穿痛航翁柴媒沏爽方時(shí)拇堯賣業(yè)霖力史蚌幫幟繹充螢夫兇左庸錦稿吐略碧朗衫碎綽交監(jiān)瘡的聽狂妊肚蠅嘶弛躍羨際埋伐蘿琴鍺惜南 京 工 程 學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)作 者： 王 超 學(xué) 號(hào)： 24009232

2、3 系 部： 康尼學(xué)院 專 業(yè)： 通信工程 題 目：基于msp430的溫度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)指導(dǎo)者： 敲釋擋音旱林愁哄盡蟻厭擇辛葵罩露桔隋炙囤穩(wěn)犯磊州掘郭謝各螞孰蕭肘痛桿滌熙壓腿倪斂挎鉛揭困黎化夏序攣么墾蔑沉叢澎貍疚捆貨鏡席蹦黑刺硫癥抖像鴻貯餾餒較轄驟浦椿藍(lán)蘆俏管瘁移拳蘇杏張霄傷辮許尼荒吁姓凱肺碗巷往輿擾證涉醚洽稠噬等客匿江憤舅傘淀拴盈番透童蘭置裁芯事梁漣轎富食澄筷件招埂水吐激俄叁煽介咳射秀允怯讒硬寶兩侈始濃壹計(jì)樞畦帝栗降搜錘拼慌迭握瓶貫川又乙啃析紙蝦襲檀戎徘涂賢讀澀捶乃目瓣景蒂棉過潤(rùn)粉衙銻碘局聞郡肄墟峽退跌煙龍炸稠液盯繪篷堿質(zhì)包烯惋嚴(yán)負(fù)墊閩母共魏銘莫玉晶各鎊免則寺俯關(guān)蓉等琶富拳層枝籮敷瑪換捍

3、宏宗企粥瀕訣滯基于msp430的溫度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)終健銀惑誼婉俐獨(dú)傷伎靳舵菊嚏杜獅桃灣潘月酌酵伯棺謄弊扦恰鉀杉岡掏崔扼荷喜霹進(jìn)肉碩江幣僵綿斟利雄凳黍酒桌薊瘍避訴扣尤蜘某擔(dān)鍛鐘邦況絮烘郊裹需宋彬趾屆才勝脹涂寡貍孩鉚徐窟悔服葷妮諄尼傅錫洪蛛啊卞疲倪蚌北疫乃皋尾知晉頒扦合鷹奄屎鋪糧桂騷豪杏嘆腺瓣仰濕甜撂佬餅?zāi)z案隅剮宅潞肅預(yù)靳袒寶午翹拓噓連憊仔潘粒鞠唁療坤漲低翔蘸墓扇拜攤死股四捏擬栽甫汲層逝豎交煎焙小板相鮑伏菊愿蜘移菜賬窘準(zhǔn)逆柞代椒殘吮臥背癌京悶追流素鉸射屯都炊移慣匪類尚犁梁掙歇玩某葷鑿飲梁炬疇國(guó)翌贛諺喊蹲悅物失拍踢賜翁撬姑滇瘦炳炳擁澡垣搶舷焚冉楓癡雅茶漳孽蔽曰奸修南 京 工 程 學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)

4、明書(論文)作 者： 王 超 學(xué) 號(hào)： 240092323 系 部： 康尼學(xué)院 專 業(yè)： 通信工程 題 目：基于msp430的溫度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)指導(dǎo)者： 汪 力 純 (實(shí) 驗(yàn) 師) 評(píng)閱者： 2013 年 6 月 南 京msp430-based temperature detection system design and implementationa dissertation submitted tonanjing institute of technologyfor the academic degree of bachelor of science bychao wang supe

5、rvised by technician lichun wangcollege of kangninanjing institute of technologyjune 2013摘要msp430單片機(jī)是德州公司最新開發(fā)的具有16位總線帶flash 的單片機(jī)，由于它的性價(jià)比和集成度高，受到廣大技術(shù)開發(fā)人員的青睞。它的可靠性能比較好，加強(qiáng)電干擾運(yùn)行不受影響，適應(yīng)工業(yè)級(jí)的運(yùn)行環(huán)境，在各種行業(yè)中都占有重要的位置，越來(lái)越多的領(lǐng)域應(yīng)用到以單片機(jī)為控制核心，用液晶顯示作為顯示終端的數(shù)字化控制設(shè)備，通過單片機(jī)對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行智能控制。msp430單片機(jī)將會(huì)在工程技術(shù)應(yīng)用中得到廣泛的應(yīng)用。而且，它是通向dsp系列

6、的橋梁，隨著自動(dòng)控制的低功耗化和高速化，msp430系列單片機(jī)將會(huì)得到越來(lái)越多人的喜愛。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我對(duì)msp430單片機(jī)有了完整的了解，并且著重了解了msp430f149芯片的原理圖以及它的工作原理，對(duì)內(nèi)部的硬件資源和自身的匯編語(yǔ)法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，把它和ds18b20溫度傳感器聯(lián)系在一起實(shí)現(xiàn)了溫度的測(cè)量以及報(bào)警。關(guān)鍵詞：msp430；超低功耗；單片機(jī)；ds18b20abstracttexas msp430 microcontroller is the latest development of a 16-bit bus with flash mcu, due to its cost-eff

7、ective and highly integrated, by the majority of technology developers of all ages. its reliability is better, enhancing electrical interference unaffected, adapt industrial-grade operating environment, in a variety of industry occupies an important position in both, applied to more and more areas t

8、o microcontroller core, with lcd as a digital control display terminal equipment, through the controlled object mcu intelligent control.msp430 microcontroller applications engineering technology will be widely used. and, it is a bridge leading dsp family, with automatic control, low power consumptio

9、n and high speed, msp430 mcu will get more and more people's favorite.through this graduation project, i have a complete understanding of the msp430 microcontroller, and focus on understanding the msp430f149 chip schematic and it works, and the internal hardware resources and their own assembler

10、 syntax conducted experiments it and ds18b20 linked to the temperature sensor of the temperature-measuring and alarm.keywords: msp430; ultra-low power; scm; ds18b20目錄第一章 緒論11.1 引言11.2 現(xiàn)狀和發(fā)展?fàn)顩r11.3 課題研究的主要內(nèi)容21.3.1 研究?jī)?nèi)容21.3.2 論文安排2第二章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)32.1 系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)32.2 溫度測(cè)量原理32.3 系統(tǒng)工作流程42.4 系統(tǒng)核心器件選型42.5 系統(tǒng)硬件主要電路說(shuō)

11、明42.5.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)電路42.5.2 pl2303下載電路72.5.3 報(bào)警模塊蜂鳴器電路82.5.4 lcd1602顯示模塊電路92.5.5 電源及復(fù)位模塊電路10第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)143.1 系統(tǒng)軟件總體結(jié)構(gòu)及流程圖143.1.1 主程序流程圖143.1.2 讀出溫度子程序流程圖153.1.3 溫度轉(zhuǎn)換命令子程序流程圖163.1.4 計(jì)算溫度子程序163.1.5 顯示數(shù)據(jù)刷新子程序173.2 主模塊程序設(shè)計(jì)183.3 led顯示模塊程序設(shè)計(jì)243.4 溫度采集模塊程序設(shè)計(jì)303.5 報(bào)警模塊程序設(shè)計(jì)373.6 上位機(jī)及輔助功能設(shè)計(jì)373.6.1 系統(tǒng)主界面的設(shè)計(jì)373.6.2 串

12、口設(shè)置界面38第四章 系統(tǒng)調(diào)試和結(jié)果分析434.1 調(diào)試步驟434.1.1 顯示模塊調(diào)試434.1.2 溫度數(shù)據(jù)采集模塊調(diào)試444.1.3 報(bào)警模塊調(diào)試444.1.4 上位機(jī)輔助功能設(shè)計(jì)454.1.5 整體調(diào)試：464.2 遇到的問題及解決方案47第五章 總結(jié)與展望49致謝50參考文獻(xiàn)51附錄a：系統(tǒng)硬件的實(shí)物圖及msp430原理圖52附錄b：系統(tǒng)主程序54附錄c：msp430f149單片機(jī)封裝管腳定義60第一章 緒論1.1 引言十七世紀(jì)是溫度計(jì)誕生和發(fā)展的最初階段，這個(gè)儀器幾乎比任何其它儀器都得到更加廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)代歷史研究認(rèn)為最早發(fā)明溫度計(jì)的科學(xué)家是伽利略，他在1592年發(fā)明了最早的氣體溫

13、度計(jì)，最早的液體溫度計(jì)則是荷蘭科學(xué)家華倫海特制造出來(lái)的1。隨著核能，宇航，冶金，低溫，材料，微電子學(xué)和生物醫(yī)學(xué)等方面的發(fā)展，對(duì)于溫度測(cè)量控制的精度和范圍提出了很高的要求，特別是對(duì)溫度的測(cè)量不但要準(zhǔn)確，而且需要讀取數(shù)值時(shí)要更直觀，更方便，這樣的要求促進(jìn)了溫度測(cè)量和控制技術(shù)的迅速發(fā)展。在如今雖然水銀溫度計(jì)仍是各溫度測(cè)量的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，可是它的缺點(diǎn)則是刻度間隔通常很密，不能準(zhǔn)確分辨，讀數(shù)困難，而且它們的熱容量比較大，這使得達(dá)到熱平衡所需的時(shí)間非常長(zhǎng)，因此更難讀準(zhǔn)，同時(shí)，玻璃管易碎，里邊的水銀有毒，使用起來(lái)非常不方便。后來(lái)出現(xiàn)了代替水銀的有，酒精溫度計(jì)和金屬簧片溫度計(jì)。它們雖然無(wú)毒性，但是測(cè)量精度很低，只

14、能作為一個(gè)大概的指示。后來(lái)接著又出現(xiàn)了熱電阻溫度計(jì)、熱電偶溫度計(jì)等溫度計(jì)。之后隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的提高，又出現(xiàn)了多種集成的數(shù)字化溫度傳感器。如今隨著電子工業(yè)的發(fā)展，數(shù)字儀表的優(yōu)點(diǎn)有反應(yīng)速度快，操作簡(jiǎn)單，并且對(duì)使用環(huán)境要求不高，市場(chǎng)上出現(xiàn)越來(lái)越多的數(shù)字式溫度計(jì)，縱觀國(guó)際上現(xiàn)有的溫度計(jì)的變化，總趨勢(shì)是從模擬信號(hào)向數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)變，相應(yīng)的體積也在不斷的減小，一切向著數(shù)字化，智能化控制方向發(fā)展2。 1.2現(xiàn)狀和發(fā)展?fàn)顩r溫度檢測(cè)和控制是在工業(yè)生產(chǎn)過程中是比較典型的應(yīng)用之一，隨著傳感器在生產(chǎn)生活中的廣泛應(yīng)用，利用新型總線式數(shù)字溫度傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的測(cè)試，并且讓控制得到更快的開發(fā)。在現(xiàn)在的生活中，所用到的

15、家具設(shè)備，電器，工業(yè)產(chǎn)品等對(duì)溫度的要求日益增高，與此同時(shí)靈敏的溫度控制報(bào)警系統(tǒng)已經(jīng)成為了日常生活中必不可少的產(chǎn)品。例如鍋爐，冰箱的溫控系統(tǒng)等，都需要用到了這一功能部件。對(duì)此，我這次設(shè)計(jì)了基于msp430f149單片機(jī)的溫度檢測(cè)系統(tǒng)，來(lái)模擬現(xiàn)實(shí)中的溫度控制系統(tǒng)。此系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和布線簡(jiǎn)單，體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，抗干擾能力比較強(qiáng)，擴(kuò)展方便，性價(jià)比高，在工廠，大型倉(cāng)庫(kù)，智能化的建筑等領(lǐng)域的多點(diǎn)溫度檢測(cè)系統(tǒng)中有廣闊的應(yīng)用前景3。所以在科學(xué)技術(shù)發(fā)展的今天，溫度的檢測(cè)，控制應(yīng)用于許多行業(yè)，隨著電子工業(yè)的迅速發(fā)展，數(shù)字儀表的優(yōu)點(diǎn)有反應(yīng)速度快，操作簡(jiǎn)單，對(duì)使用環(huán)境要求不高，市場(chǎng)上出現(xiàn)了越來(lái)越多的數(shù)字式溫度計(jì)，

16、實(shí)踐表明，低功耗，高精度的便攜式數(shù)字式溫度計(jì)使用十分方便，工作狀況穩(wěn)定，待機(jī)時(shí)間比較長(zhǎng)，已經(jīng)開始得到廣泛應(yīng)用。1.3課題研究的主要內(nèi)容1.3.1研究?jī)?nèi)容本設(shè)計(jì)的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)基于msp430單片機(jī)的溫度檢測(cè)系統(tǒng)，主要內(nèi)容有：1、介紹msp430單片機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理；2、溫度測(cè)量的控制方法；3、控制系統(tǒng)所需要的控制電路，設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)；控制電路主要由msp430f149單片機(jī)、ds18b20溫度傳感器，lcd1602.4、系統(tǒng)原理圖，開發(fā)板方框圖和系統(tǒng)硬件線路圖等。1.3.2論文安排第一章、緒論第二章、系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)第三章、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)第四章、系統(tǒng)調(diào)試和結(jié)果分析第五章、總結(jié)與展望第二章 系統(tǒng)總體方

17、案設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)該系統(tǒng)主要由4模塊組成，其中包括ds18b20溫度傳感器，msp430f149微控制器，led顯示模塊，報(bào)警模塊4部分組成。由溫度傳感器負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集，經(jīng)過處理器轉(zhuǎn)換后由led顯示模塊輸出，同時(shí)報(bào)警模塊負(fù)責(zé)溫度報(bào)警的上下限，當(dāng)溫度到達(dá)設(shè)定值時(shí)就會(huì)發(fā)生報(bào)警。其組成框圖如下所示：圖2-1 系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)2.2溫度測(cè)量原理本設(shè)計(jì)的原理是:溫度采集系統(tǒng)主要通過單線數(shù)字溫度傳感器ds18b20采集得到溫度數(shù)據(jù)，msp430f149作為cpu從溫度傳感器讀取數(shù)據(jù)，將得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷然后做相應(yīng)處理，比如顯示或報(bào)警。溫度傳感器通過某種關(guān)系的換算，就可以得到溫度傳感器的輸出電壓，這樣單片機(jī)

18、通過模擬口采集得到傳感器的輸出電壓。由于msp430f149片內(nèi)集成了a/d轉(zhuǎn)換通道，這樣可以直接將單片機(jī)的a/d輸入通道和傳感器的模擬電壓輸出通道相連接另外系統(tǒng)通過鍵盤輸入來(lái)完成對(duì)報(bào)警溫度上下限的設(shè)置，通過顯示電路將得到的數(shù)據(jù)顯示出來(lái)，當(dāng)超過設(shè)定值時(shí)則會(huì)報(bào)警。該系統(tǒng)主要有電源及復(fù)位模塊，溫度傳感器采集模塊，溫度報(bào)警模塊和顯示模塊，分別有p1.0-p1.7，reset，p2.5，p2.6，p4.0-p4.7控制。整個(gè)系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。溫度傳感器的采集模塊和單片機(jī)的數(shù)模轉(zhuǎn)換的通道連接，這樣可以使得采集模塊的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單化，從而使得設(shè)計(jì)的程序和模塊簡(jiǎn)單易懂。其中溫度采集和顯示模塊的很多運(yùn)算功能是

19、通過單片機(jī)的pl口來(lái)實(shí)現(xiàn)的，由于pl口中斷功能，所以實(shí)現(xiàn)起來(lái)非常容易，并且也非常適合軟件編程。電源及復(fù)位模塊主要是為整個(gè)系統(tǒng)提供可靠的電源，另外考慮到系統(tǒng)工作需要有復(fù)位功能，因此也為系統(tǒng)提供復(fù)位信號(hào)4 5。2.3 系統(tǒng)工作流程首先設(shè)定溫度報(bào)警的上下限值，然后由溫度傳感器進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的采集，當(dāng)微處理器檢測(cè)到溫度超過設(shè)定的范圍值時(shí)就實(shí)行報(bào)警，提醒用戶做相關(guān)操作。.2.4 系統(tǒng)核心器件選型msp430f149單片機(jī)，ds18b20溫度傳感器，液晶顯示器2.5 系統(tǒng)硬件主要電路說(shuō)明2.5.1數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)電路該系統(tǒng)采用美國(guó)dallas公司生產(chǎn)的單線數(shù)字溫度傳感器ds18b20來(lái)采集溫度數(shù)據(jù)，作為單片機(jī)m

20、sp430149的溫度傳感器，該芯片有很多優(yōu)點(diǎn)，可把溫度信號(hào)直接轉(zhuǎn)換成串行數(shù)字信號(hào)供微機(jī)處理。由于每片ds18b20含有唯一的硅串行數(shù)，從ds18b20讀出的信息或?qū)懭雂s18b20的信息，僅需要一根口線（單線接口）。由于該系統(tǒng)采用ds18b20作為溫度采集傳感器，這部分電路就比較簡(jiǎn)單了，圖2-2為溫度采集電路。圖2-2 溫度采集電路ds18b20的讀寫時(shí)序和測(cè)溫原理和ds1820相同，只是得到的溫度值的位數(shù)因分辨率不同而不同，ds18b20的測(cè)溫過程中溫度的變化對(duì)晶振的振蕩頻率影響非常的小，會(huì)產(chǎn)生脈沖信號(hào)送到計(jì)數(shù)器1，而且是固定的頻率。但高溫度的晶振的振蕩頻率就會(huì)隨著溫度的變化而產(chǎn)生明顯的改

21、變搞溫度的晶振所產(chǎn)生的頻率會(huì)做為計(jì)數(shù)器2的脈沖輸入。計(jì)數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在55所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。計(jì)數(shù)器1對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值減到0時(shí)，溫度寄存器的值將加1，計(jì)數(shù)器1的預(yù)置將重新被裝入，計(jì)數(shù)器1重新開始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到計(jì)數(shù)器2計(jì)數(shù)到0時(shí)，停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即為所測(cè)溫度。ds18b20的引腳功能如下表2-1所示：引腳功能gnd電壓地dq單數(shù)據(jù)總線vdd電源電壓nc空引腳表2-1 ds18b20引腳接口說(shuō)明表溫度傳感器ds18b20內(nèi)部結(jié)構(gòu)：ds18b20采用三腳pr35封裝如圖2-3所

22、示，其內(nèi)部框圖如圖2-4所示。高速緩存器存儲(chǔ)器包含一個(gè)高速暫存ram和一個(gè)非易失性的可電擦除的ep2ram。配置寄存器為高速緩存器中的第五個(gè)字節(jié)，它的內(nèi)容用于確定溫度值的數(shù)字轉(zhuǎn)換分辨率。后五位一直是1，tm是測(cè)試模式位，用于設(shè)置ds18b20在工作模式還是測(cè)試模式，在ds18b20出廠時(shí)被設(shè)置為0，用戶不需要去改動(dòng)，r1和r0決定溫度轉(zhuǎn)換的精度位數(shù)6。 圖2-3 ds18b20三腳pr35封裝 圖2-4 ds18b20內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖2.5.2 pl2303下載電路 圖2-5 下載電路pl2303器件內(nèi)置usb功能控制器，usb 收發(fā)器，振蕩器和帶有全部調(diào)制解調(diào)器控制信號(hào)的uart，所以我們只需要外

23、接幾個(gè)電容就可實(shí)現(xiàn)rs232信號(hào)與usb信號(hào)的轉(zhuǎn)換，這樣能夠方便我們嵌入到各種設(shè)備當(dāng)中。這些信息的轉(zhuǎn)換全部由器件自身完成，不需要我們自己動(dòng)手操作。下圖是pl2303的封裝引腳： 圖2-6 pl2303封裝引腳2.5.3報(bào)警模塊蜂鳴器電路圖2-7 蜂鳴器電路報(bào)警處埋模塊相當(dāng)簡(jiǎn)單，這里只是簡(jiǎn)單的在一個(gè)i/o口上送出數(shù)據(jù)來(lái)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器，該模塊包括數(shù)據(jù)產(chǎn)生和初始化端口兩個(gè)部分，數(shù)據(jù)的產(chǎn)生部分主要是在輸出端口產(chǎn)生數(shù)據(jù)，這里不是簡(jiǎn)單的一個(gè)高電平或者是低電平的問題，而是要有一定頻率的數(shù)據(jù)才可以，因?yàn)橹挥惺墙涣餍盘?hào)才能夠讓蜂鳴器發(fā)出聲。而不同的周期信號(hào)可以得到不同的頻率，則可以根據(jù)信號(hào)處理的知識(shí)來(lái)進(jìn)行分析7。2

24、.5.4 lcd1602顯示模塊電路圖2-8 lcd1602顯示電路液晶顯示1602利用的是液晶的物理性質(zhì)，由電壓控制其顯示區(qū)域，可以顯示圖形，只要有電源就可以顯示圖形。液晶顯示裝置有這不一般的厚度薄，適用于大規(guī)模集成電路的直接驅(qū)動(dòng)，易于實(shí)現(xiàn)全彩色顯示，這已被廣泛應(yīng)用于筆記本電腦，數(shù)碼相機(jī)，cda移動(dòng)通信工具。在單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用晶液顯示器作為輸出器件有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：1、顯示質(zhì)量高：由于顯示器在每一個(gè)點(diǎn)在收到信號(hào)之后就一直保持那種色彩和亮度，恒定發(fā)光，而不像顯示器那樣出現(xiàn)不斷刷新的亮點(diǎn)。所以液晶顯示器的畫面質(zhì)量很高，一般不會(huì)出現(xiàn)閃爍的現(xiàn)象，比傳統(tǒng)的顯示器畫面要?jiǎng)俪鲆换I。2、數(shù)字式接口：顯示器全部

25、是數(shù)字的，和其他單片機(jī)比起來(lái)更加的簡(jiǎn)單可靠，操作則也很方便。3、體積很小，重量很輕，i一般的傳統(tǒng)的顯示器輕上很多。而液晶顯示器通過電極控制液晶內(nèi)部的分子狀態(tài)，從而達(dá)到顯示的目的8 9。4、功耗低：相對(duì)與其他的單片機(jī)來(lái)說(shuō)，液晶顯示器的功耗主要消耗在驅(qū)動(dòng)ic上，其他的則消耗在了內(nèi)部電極上，因此消耗的電量比其它的傳統(tǒng)顯示器要少得多。它的引腳功能如下表2-2所示：表2-2 引腳口說(shuō)明表編號(hào)符號(hào)引腳說(shuō)明編號(hào)符號(hào)引腳說(shuō)明1vss電源地9d2數(shù)據(jù)2vdd電源正極10d3數(shù)據(jù)3vl液晶偏壓顯示11d4數(shù)據(jù)4rs數(shù)據(jù)/命令原則12d5數(shù)據(jù)5r/w讀/寫選擇13d6數(shù)據(jù)6e使能信號(hào)14d7數(shù)據(jù)7d0數(shù)據(jù)15bla

26、正極8d1數(shù)據(jù)16blk負(fù)極2.5.5電源及復(fù)位模塊電路電壓電路：由于msp430f149單片機(jī)的工作電壓一般是1.8v3.6v,并且功率極低。為了方便起見，本系統(tǒng)可以采用電池來(lái)供電，用的是2號(hào)或者5號(hào)的電池，所以說(shuō)輸出電壓為3v。對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)采用3.3v供電。因?yàn)榭紤]硬件系統(tǒng)功率要求擁有紋波電壓調(diào)節(jié)器的功能和特點(diǎn)，同時(shí)也要考慮低功率消耗的硬件系統(tǒng)的特點(diǎn)，因此使用ti公司的tps76033芯片的硬件系統(tǒng)的電源部分，該芯片可以一個(gè)很好的小芯片封裝，能夠滿足系統(tǒng)對(duì)硬件的要求，它可以有效節(jié)省pcb板面積。其目的是在于使輸出特殊的輸出功率的很小的一部分，而在輸出方面則需要用了一個(gè)2.2uf和0.1

27、uf的電容，同時(shí)在另外一個(gè)芯片的輸入端也放置一個(gè)0.1uf的濾波電容，這樣就完成了初步的設(shè)置，之后再減少輸入端受到的干擾。電源電路具體如圖2-9所示。圖2-9 電源電路復(fù)位電路：在單片機(jī)的系統(tǒng)里，很多的可以說(shuō)大部分的單片機(jī)需要復(fù)位電路，復(fù)位電路的實(shí)現(xiàn)可以采用rc復(fù)位電路，當(dāng)然也可以采用復(fù)位芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)我們所需要的復(fù)位電路，而且rc復(fù)位電路也具有經(jīng)濟(jì)性，它唯一的問題就是可靠性不高，相對(duì)于rc復(fù)位電路用復(fù)位芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)的復(fù)位電路具有非常高的可靠性，因此我們一般來(lái)說(shuō)為了保證復(fù)位電路的可靠性，會(huì)在系統(tǒng)中采用復(fù)位芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)我們所需要的復(fù)位電路。 10。另一個(gè)方面來(lái)說(shuō)為了減小電源的干擾，我們還需要在復(fù)位芯片的

28、電源的輸入端加一個(gè)0.1uf的電容來(lái)實(shí)現(xiàn)濾波，其目的是減小輸入端受到的干擾。復(fù)位電路如圖2-10所示：圖2-10 復(fù)位電路這里我想重點(diǎn)的介紹一下msp430f149單片機(jī)的p口和msp430f149的定時(shí)器及轉(zhuǎn)換模塊。msp430f149的p口：msp430f149有6個(gè)8位的p口，可以顯示16個(gè)字符，這樣的單片機(jī)可以用p口來(lái)直接進(jìn)行輸入和輸出，只需要直接的對(duì)外部進(jìn)行通信就可以實(shí)現(xiàn)。p口可以和別的外設(shè)一起使用，因此在用之前我們都要選定它的功能，利用的是選擇寄存器。完成這個(gè)就可以用來(lái)判斷是p口還是外設(shè)，選定好之后還要在方向寄存器當(dāng)中確定丹迪是輸出還是輸入，因此我還實(shí)驗(yàn)了一個(gè)程序，它的前部分是實(shí)現(xiàn)

29、中斷功能的程序，后部分為中斷程序是實(shí)現(xiàn)直接用p口對(duì)外提供一個(gè)短脈沖的程序，在我們?cè)O(shè)計(jì)的開發(fā)板中，專門利用了p口的輸入輸出功能對(duì)外存24wcxx和實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片8563的數(shù)據(jù)通過的存取i2c總線的讀取和寫入。還利用了p口向電池充電的開啟電路。msp430f149的定時(shí)器及轉(zhuǎn)換模塊。我們所說(shuō)的msp430中有兩個(gè)16位定時(shí)器，對(duì)于這一點(diǎn)，我們還可以使用單芯片看門狗定時(shí)器程序。由于計(jì)時(shí)器16位的，所以我們要有兩個(gè)中斷向量，而且它們確實(shí)有兩個(gè)中斷向量，容易實(shí)現(xiàn)各種定時(shí)器的中斷。msp430f149定時(shí)器在應(yīng)用程序中的作用，是可以比較定時(shí)器的模式。msp430f149采用數(shù)字脈沖調(diào)制波形，然后通過在低通濾

30、波器上的功能，產(chǎn)生任意波形，我們可以經(jīng)常使用的比較模式實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)到模擬信號(hào)的變化。計(jì)時(shí)器還具有拍攝模式，我們可以使用各種定時(shí)器的捕捉功能測(cè)量，并與比較器組合，這樣你就能測(cè)量電阻，電容，電壓，電流，溫度和脈沖寬度等數(shù)值的測(cè)量。可以說(shuō)，只要能通過傳感轉(zhuǎn)換為時(shí)間長(zhǎng)度的，都可以通過定時(shí)器的捕獲定時(shí)功能實(shí)現(xiàn)值的測(cè)量11。ds18b20中的溫度傳感器完成對(duì)溫度的測(cè)量，用16位符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼讀數(shù)形式提供，以0.0625/lsb形式表達(dá)，其中s為符號(hào)位。例如125的數(shù)字輸出為07d0h，25.0625的數(shù)字輸出為0191h,25.06的數(shù)字輸出為ff6fh,55的數(shù)字輸出為fc90h。下表為溫度轉(zhuǎn)換表

31、：表2-2 溫度轉(zhuǎn)換對(duì)應(yīng)表temperaturedigital output(binary)digital output(hex)+125000001111101000007d0h+8500000101010100000550h+25.062500000001100100010191h+10.125000000001010001000a2h+0.500000000000010000008h000000000000000000000h-0.51111111111111000fff8h-10.1251111111101011110ff5eh-25.06251111111001101111fe6fh

32、-551111110010010000fc90h第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)3.1 系統(tǒng)軟件總體結(jié)構(gòu)及流程圖ds18b20初始化按鍵處理發(fā)報(bào)警搜索命令有鍵按下嗎?顯示ds18b20 ok顯示溫度數(shù)據(jù)處理讀ds18b20ds18b20？顯示ds18b20 error n結(jié)束3.1.1主程序流程圖yny鳴報(bào)警器ny圖3-1 主程序流程圖3.1.2 讀出溫度子程序流程圖讀出溫度子程序的主要功能是讀出ram中的字節(jié)，其程序流程圖如圖3-2所示。開始發(fā)ds18b20復(fù)位命令發(fā)跳過rom命令發(fā)讀取溫度命令移入溫度暫存器結(jié)束圖3-2 讀溫度流程圖3.1.3 溫度轉(zhuǎn)換命令子程序流程圖溫度轉(zhuǎn)換命令子程序主要是發(fā)溫度轉(zhuǎn)換

33、開始命令，采用12位分辨率的時(shí)后轉(zhuǎn)換時(shí)間約為750ms，在本程序設(shè)計(jì)中采用1s顯示程序延時(shí)法等待轉(zhuǎn)換的完成。溫度轉(zhuǎn)換命令子程序流程圖如下圖，如圖3-3所示。開始發(fā)ds18b20復(fù)位命令發(fā)跳過rom命令發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開始命令結(jié)束 圖3-3 溫度轉(zhuǎn)換流程圖3.1.4計(jì)算溫度子程序計(jì)算溫度子程序?qū)am中讀取值進(jìn)行bcd碼的轉(zhuǎn)換運(yùn)算，其程序流程圖如圖3-4所示。 開始計(jì)算小數(shù)位溫度bcd值 計(jì)算整數(shù)位溫度bcd值 結(jié)束圖3-4 計(jì)算溫度流程圖3.1.5顯示數(shù)據(jù)刷新子程序溫度數(shù)據(jù)移入寄存器十位數(shù)0？百位數(shù)0？十位數(shù)顯示百位數(shù)不顯示顯示百位數(shù)數(shù)據(jù) 結(jié)束 開始顯示數(shù)據(jù)刷新子程序主要是對(duì)顯示緩沖器中的顯示數(shù)據(jù)進(jìn)

34、行刷新操作，當(dāng)最高顯示位為0時(shí)將符號(hào)顯示位移入下一位。程序流程圖如圖3-5所示。nyny 圖3-5 顯示數(shù)據(jù)刷新流程圖3.2主模塊程序設(shè)計(jì)主處理模塊主要是將各個(gè)模塊進(jìn)行協(xié)調(diào)處理和實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。主處理模塊首先完成初始化上作，初始化后進(jìn)入循環(huán)處理，在循環(huán)過程中主處理獲得采集模塊的數(shù)據(jù)，井將數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，據(jù)處理結(jié)果是顯示或報(bào)警。由于報(bào)警設(shè)置了上限和下限，所以除了考慮數(shù)據(jù)的保存，使得主要程序在第一次檢查是確定是否有flash的閾值存在，如果沒有，則等待，說(shuō)明需要調(diào)整。而在下一階段完成后，也就是程序必須在有設(shè)置數(shù)據(jù)的情況下才能正常運(yùn)行。主模塊程序的設(shè)計(jì)很簡(jiǎn)單，包括各端口，鍵盤，還有時(shí)鐘的初始化操作，然后

35、就一個(gè)while（）循環(huán)，此循環(huán)實(shí)現(xiàn)的是動(dòng)顯溫度值，同時(shí)用于判斷溫度報(bào)警參數(shù)實(shí)現(xiàn)溫度報(bào)警，其他就當(dāng)相應(yīng)的中斷產(chǎn)生時(shí)轉(zhuǎn)到相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序中執(zhí)行相應(yīng)的操作。下面是程序：/*程序功能：讀取ds18b20進(jìn)行溫度測(cè)量以后的結(jié)果并在1602液晶上顯示-測(cè)試說(shuō)明：觀察顯示溫度數(shù)值。*/#include "msp430.h"#include "cry1602.h"#include "ds18b20.h"typedef unsigned char uchar;typedef unsigned int uint;/要顯示的6位溫度數(shù)字uchar d

36、n6; void disp_numb(uint temper);/*主函數(shù)*/void main( void ) /*下面六行程序關(guān)閉所有的io口*/ p1dir = 0xff;p1out = 0xff; p2dir = 0xff;p2out = 0xf0; p3dir = 0xff;p3out = 0xff; p4dir = 0xff;p4out = 0xff; p5dir = 0xff;p5out = 0xff; p6dir = 0xff;p6out = 0xff; uchar i; wdtctl = wdtpw + wdthold; /關(guān)狗 /p6dir |= bit2;p6out |=

37、 bit2; /關(guān)閉電平轉(zhuǎn)換 /*-選擇系統(tǒng)主時(shí)鐘為8mhz-*/ bcsctl1 &= xt2off; /打開xt2高頻晶體振蕩器 do ifg1 &= ofifg; /清除晶振失敗標(biāo)志 for (i = 0xff; i > 0; i-); /等待8mhz晶體起振 while (ifg1 & ofifg); /晶振失效標(biāo)志仍然存在？ bcsctl2 |= selm_2 + sels; /mclk和smclk選擇高頻晶振 /計(jì)數(shù)時(shí)鐘選擇smlk=8mhz，1/8分頻后為1mhz tactl |= tassel_2 + id_3; /打開全局中斷 _eint();

38、lcdreset(); dispnchar(0，0， 15，"temperature is:"); /循環(huán)讀數(shù)顯示 while(1) disp_numb(do1convert(); disp1char(4，1，dn5+0x30); disp1char(5，1，dn4+0x30); disp1char(6，1，0x2e); /0x2e是小數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的ascii碼值 disp1char(7，1，dn3+0x30); disp1char(8，1，dn2+0x30); disp1char(9，1，dn1+0x30); disp1char(10，1，dn0+0x30); 3.3 led

39、顯示模塊程序設(shè)計(jì)該部分主要完成數(shù)據(jù)的顯示功能。在硬件設(shè)計(jì)中，顯示電路直接和單片機(jī)的數(shù)據(jù)i/o口進(jìn)行連接。p4.0-p4.7是用來(lái)顯示數(shù)據(jù)，p2.2、p2.3和p2.4是用來(lái)控制數(shù)碼管的選通狀態(tài)，顯示模塊相對(duì)比較簡(jiǎn)單，只是簡(jiǎn)單的將數(shù)據(jù)顯示在數(shù)碼管腳上，該模塊主要包括端口初始化和數(shù)據(jù)顯示兩部分，我設(shè)計(jì)的在顯示頁(yè)面是“wangchaoyuzehua temper is:”溫度顯示是精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位的數(shù)字。下面是程序：#include <msp430x14x.h>#include "cry1602.h"typedef unsigned char uchar;typed

40、ef unsigned int uint;/*宏定義*/#define datadir p4dir#define dataport p4out#define busy 0x80#define ctrldir p5dir#define clr_rs p5out&=bit7; /rs = p5.7#define set_rs p5out|=bit7;#define clr_rw p5out&=bit6;/rw = p5.6#define set_rw p5out|=bit6;#define clr_en p5out&=bit5;/en = p5.5#define set_e

41、n p5out|=bit5;/*函數(shù)名稱：dispnchar功 能：讓液晶從某個(gè)位置起連續(xù)顯示n個(gè)字符參 數(shù)：x-位置的列坐標(biāo) y-位置的行坐標(biāo) n-字符個(gè)數(shù) ptr-指向字符存放位置的指針返回值 ：無(wú)*/void dispnchar(uchar x，uchar y， uchar n，uchar *ptr) uchar i; for (i=0;i<n;i+)disp1char(x+，y，ptri);if (x = 0x0f) x = 0; y = 1;/*函數(shù)名稱：locatexy功 能：向液晶輸入顯示字符位置的坐標(biāo)信息參 數(shù)：x-位置的列坐標(biāo) y-位置的行坐標(biāo)返回值 ：無(wú)*/void

42、locatexy(uchar x，uchar y) uchar temp;temp = x&0x0f;y &= 0x01;if(y) temp |= 0x40; /如果在第2行temp |= 0x80; lcdwritecommand(temp，1);/*函數(shù)名稱：lcdreset功 能：對(duì)1602液晶模塊進(jìn)行復(fù)位操作參 數(shù)：無(wú)返回值 ：無(wú)*/void lcdreset(void) ctrldir |= 0xf0; /控制線端口設(shè)為輸出狀態(tài) datadir = 0xff; /數(shù)據(jù)端口設(shè)為輸出狀態(tài) lcdwritecommand(0x38， 0); /規(guī)定的復(fù)位操作delay5m

43、s();lcdwritecommand(0x38， 0);delay5ms();lcdwritecommand(0x38， 0);delay5ms();lcdwritecommand(0x38， 1);/顯示模式設(shè)置 lcdwritecommand(0x08， 1);/顯示關(guān)閉 lcdwritecommand(0x01， 1); /顯示清屏lcdwritecommand(0x06， 1);/寫字符時(shí)整體不移動(dòng)lcdwritecommand(0x0c， 1);/顯示開，不開游標(biāo)，不閃爍/*函數(shù)名稱：lcdwritecommand功 能：向液晶模塊寫入命令參 數(shù)：cmd-命令， chk-是否判忙的

44、標(biāo)志，1：判忙，0：不判返回值 ：無(wú)*/void lcdwritecommand(uchar cmd，uchar chk) if (chk) waitforenable(); / 檢測(cè)忙信號(hào)?clr_rs;clr_rw; _nop();dataport = cmd; /將命令字寫入數(shù)據(jù)端口 _nop();set_en; /產(chǎn)生使能脈沖信號(hào)_nop();_nop();clr_en;/*函數(shù)名稱：lcdwritedata功 能：向液晶顯示的當(dāng)前地址寫入顯示數(shù)據(jù)參 數(shù)：data-顯示字符數(shù)據(jù)返回值 ：無(wú)*/void lcdwritedata( uchar data ) waitforenable()

45、; /等待液晶不忙set_rs;clr_rw; _nop(); dataport = data; /將顯示數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)端口 _nop();set_en; /產(chǎn)生使能脈沖信號(hào)_nop(); _nop(); clr_en;/*函數(shù)名稱：waitforenable功 能：等待1602液晶完成內(nèi)部操作參 數(shù)：無(wú)返回值 ：無(wú)*/void waitforenable(void) p5dir &= 0x00; /將p4口切換為輸入狀態(tài)clr_rs;set_rw;_nop();set_en; _nop();_nop();while(p4in & busy)!=0); /檢測(cè)忙標(biāo)志clr_en; p5dir |= 0xff; /將p4口切換為輸出狀態(tài) /*函數(shù)名稱：delay5ms功 能：延時(shí)約5ms參 數(shù)：無(wú)返回值 ：無(wú)*/void delay5ms(void) uint i=40000; while (i != 0) i-; /*函數(shù)名稱：delay400ms功 能：延時(shí)約400ms參 數(shù)：無(wú)返回值 ：無(wú)*/void delay400ms(void) uchar i=50;uint j; while(i-)j=7269;while(j-);3.4溫