msp430g2553測頻率以及測峰值

1、北京尊孑科技學(xué)it教育資料電子設(shè)計綜合實驗項目報告項目名稱:MCU 交流 電壓參數(shù)測量小組成員：林伊、武正治學(xué) 號：20111112、20111201目錄項目要求 3題目 3要求 3基本要求 3發(fā)揮部分 3實現(xiàn)思路 4放大 4頻率 4A/D: 6顯示： 6代碼 7主程序： 7led頭文件 10項目要求題目：交流電壓參數(shù)的測量要求：用給定的MCU:msp430g2553制作交流電壓參數(shù)測試設(shè)備信號發(fā)生器圖表i基本要求：、用給定運放LM324制作一放大器a) 增益大于：20dBb) 帶寬大于：100KHz二、用指定MCUF口已制作的放大器制作頻率計a) 測量范圍：10Hz700KHzb) 顯示：3

2、位以上發(fā)揮部分：一、用A/D測量已給電壓的幅度，信號由已制作的放大器輸入a)測量范圍：輸入信號越小越好實現(xiàn)思路放大：首先分析題目要求，要實現(xiàn)放大20dB,頻率1700KHz的信號，通過公式 201g （Ad）得出Ad=10,即放大10倍必須使用運放1m324實現(xiàn)，則需要知道該芯片的器件參數(shù)，即增益帶寬積。通過數(shù)據(jù)手冊得知其增益帶寬積為6.4MHz,除去放大倍數(shù)得知能夠?qū)崿F(xiàn)該信號的放大，通過設(shè)計放大電路并焊接即可，放大電路為反向比例放大電路，見 Figure 1Figure 1頻率：實現(xiàn)頻率的測量，這一塊需使用到MCU測量頻率的方法有很多種，通過捕捉上升沿下降沿產(chǎn)生中斷，也可以不產(chǎn)生中斷， 還可

3、通過時鐘計數(shù)。 其中通過捕捉上升沿下降沿的思路 又分兩種，1、檢測上升沿后再檢測下一個上升沿（檢測下降沿后再檢測下一個下降沿）2、檢測上升沿后再檢測下降沿（檢測下降沿后再檢測上升沿）。這些思路對應(yīng)不同的采集方法又可以細(xì)分，其中方案1對于測量高頻信號有著較好的效果，方案2對于測低頻的信號較好，前提是占空比為50%若不為則變?yōu)闇y脈寬。這次的題目我采用的是用時鐘計數(shù)的方式，msp430g2553中含有2個時鐘，timer。和timer1 ,每個時鐘都有如下功能， 選擇時鐘來源：1、外部時鐘（即外部輸入的方波信號）2、 ACLK 3、smclk等。其中ACL©/外部所焊晶振，頻率為32768

4、Hz。由上述條件我使用timer0和timer1同時工作來進(jìn)行頻率的測量，首先外部晶振屬于手 表晶振，極易產(chǎn)生1s中斷，我首先用timer1產(chǎn)生1s中斷，再用timer0選擇使用外部時鐘源計數(shù)，也就是需要被我們計數(shù)的信號輸入，這樣每一次上升沿，timer。計數(shù)器就會加一。這樣每秒中斷讀取timer。中寄存器的值就可以得出精確度極高的頻率，甚至都不需要換算。此種方案簡便易于實現(xiàn)，故選用。流程圖：Figure 2方案選擇完畢，考慮如何把正弦信號轉(zhuǎn)換成方波信號輸入MCU此部分在考慮信號發(fā)生器只輸出正電的時候， 即正弦信號在0電位之上，我們可以完全不用設(shè)計任何外部電路，因為MCU內(nèi)部有施密特觸發(fā)器，可

5、以將正弦輸入變成方波，但是如果有負(fù)電壓輸入則會損壞MCU實際中由于LM324我們只允許單電源供電， 且放大電路為反向比例放大電路，所以只放大了輸入信號的負(fù)半周，并且將其搬到正半軸，所以輸入到單片機(jī)的是只有正的電壓，如圖：Figure 3所以不需要外部焊接電路實現(xiàn)波形轉(zhuǎn)換，但是由于本課程是為北京電設(shè)做準(zhǔn)備，本著此原則我組成員決定還是設(shè)計并焊接一個外部電路來實現(xiàn)波形轉(zhuǎn)換。波形轉(zhuǎn)換有兩種方法：1、使用過零比較器 2、使用施密特觸發(fā)器。由于本題目對輸入信號的頻率有要求，過零比較器涉及到運放，所以在頻率上有限制，為保證頻率不影響實現(xiàn)， 我們選用數(shù)字的電路即施密特觸發(fā)器，數(shù)字電路一般頻率可以達(dá)到幾十兆，所

6、以肯定能夠符合要求，見下圖：Figure 4A/D:本題發(fā)揮部分要求采集正弦信號的峰值，所以涉及A/D轉(zhuǎn)換部分，由于輸入信號頻率在10Hz700KHz由于采樣定理，采樣頻率必須為被采樣信號的兩倍，雖然實際中最好為十倍，我們最后還是米用了兩倍。Msp430g2553此款芯片A/D采集過程若要穩(wěn)定起碼需要30個時鐘，我的 A/D模塊選用時鐘源smclk,其頻率為 8MHz貝U 8MHz除去30約為267KHz,其大于100KHz的兩倍，基本 滿足要求，在之前采集頻率的過程中我們有產(chǎn)生一個1s中斷，A/D平常每采集一次便把采集的值與最大值比較，把最大值留下，1s選取一次最大值顯示，并把之前最大值清除

7、。顯示：顯示我們采用LCD160Z采用四條數(shù)據(jù)線，三條控制線，在保證MCUOI腳夠用的前提下進(jìn)行顯示。代碼主程序：#include <msp430g2553.h>#include "LCD1602_Driver.h"#include <math.h>unsigned int FRE=0;unsigned char flag1=0;unsigned char flag2=0;unsigned int adc_sample=0;unsigned int adc_max=0;unsigned int temp=0;uchar LCDBuf16;/uchar

8、 LCDBuf25;uchar LCDBuf2="HZ"uchar LCDBuf3="MV"void main()WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;DCOCTL |= ( DCO0 + DCO1 );DCOCTL |= ( MOD4 + MOD3 + MOD2 + MOD1 + MOD0);/ 微調(diào) DCOCLKBCSCTL1 |= ( RSEL0 + RSEL2 + RSEL3);/14.8M SMCLKIO_Init();LCD_Init();/測頻初始TA0CTL |= TASSEL_0 + MC_1;TA0CCR0 = 0xfff

9、f;TA1CTL |= TASSEL_1 + MC_1 + TAIE;TA1CCR0 = 32767;TA1CCTL0 |= CCIE;P1DIR &= BIT0;P1SEL |= BIT0;_bis_SR_register(GIE);while(1)if(0=flag1)；elseflag1=0;TA0CTL |= TACLR;TA0CTL = TASSEL_0 + MC_1;TA1CTL = TASSEL_1 + MC_1 + TAIE;while(0=flag1);flag1=0;/顯示頻率for(int i=0;i<5;i+)temp = FRE/(10000/(unsi

10、gned int)(pow(10,i);LCDBuf1i = temp + '0'FRE = FRE%(10000/(unsigned int)(pow(10,i);LCDBuf15 = 0;LCD_Disp_string(0,0,LCDBuf1);LCD_Disp_string(5,0,LCDBuf2);/測幅初始flag2=1;TA1CTL = TASSEL_1 + MC_1 + TAIE;TA1CCR0 = 32767;/打開時鐘/ADC10CTL0 = SREF_0 + ADC10SHT_2 + MSC + ADC10ON + ADC10IE;/ADC10CTL1 =

11、INCH_1 + ADC10SSEL_3 + CONSEQ_2;/ADC10AE0 = 0x02;/ADC10DTC0 = ADC10B1;/ADC10DTC1 = 0xC8;/ADC10CTL0 &= ENC;/先關(guān)閉 adc,待至U BUSYti清零，每次都必須等待/while (ADC10CTL1 & BUSY); / Wait if ADC10 core is active/ADC10SA = (unsigned int)adc_sample; / Data buffer start /ADC10CTL0 |= ENC + ADC10SC;ADC10CTL0 = SRE

12、F_0 + ADC10SHT_2 + MSC + ADC10ON;ADC10CTL1 = INCH_1 + ADC10SSEL_3 + CONSEQ_0;ADC10AE0 = 0x02;ADC10CTL0 |= ADC10ON;doADC10CTL0 |= ENC+ADC10SC;while(ADC10CTL0 &ADC10IFG)=0);adc_sample = ADC10MEM;if(adc_max<adc_sample)adc_max = adc_sample;while(0=flag1);adc_max = adc_max*(3300/1023);while(0=flag

13、1);flag2=0;/*/ 篩選for(int i=0;i<200;i+)if(adc_samplei>adc_max)adc_max=adc_samplei;*/ 顯示幅值for(int i=0;i<5;i+)temp = adc_max/(10000/(unsigned int)(pow(10,i);LCDBuf1i = temp + '0'adc_max = adc_max%(10000/(unsigned int)(pow(10,i);LCDBuf15 = 0;LCD_Disp_string(0,1,LCDBuf1);LCD_Disp_string(

14、5,1,LCDBuf3);adc_max = 0;/ Timer A1 interrupt service routine#pragma vector=TIMER1_A0_VECTOR_interrupt void Timer1_A (void)if(0=flag2)TA0CTL = 0;TA1CTL = 0;TA1CTL |= TACLR;FRE=TA0R;flag1=1;TA0CTL = TASSEL_0 + MC_0;TA1CTL = TASSEL_1 + MC_0;/TA0CTL |= TACLR;/TA0CTL = TASSEL_0 + MC_1;/TA1CTL = TASSEL_1

15、 + MC_1 + TAIE;/測了一次還沒開elseTA1CTL = TASSEL_1 + MC_0;flag1=1;/ ADC10 interrupt service routine#pragma vector=ADC10_VECTOR_interrupt void ADC10_ISR (void)flag1=1;ADC10CTL0 &= ENC;lcd頭文件#include "msp430g2553.h"#define SET_LCD_1602_E P2OUT |= 0x04/P2.2#define CLR_LCD_1602_E P2OUT &= 0x

16、04#define SET_LCD_1602_RS P2OUT |= 0x01/P2.0#define CLR_LCD_1602_RS P2OUT &= 0x01#define SET_LCD_1602_RW P2OUT |= 0x02/P2.1#define CLR_LCD_1602_RW P2OUT &= 0x02# define LCD_IO_OUT P1OUT# define LCD_IO_DIR P1DIR# define LCD_IO_IN P1IN# define LCD_IO_SEL P1SEL#define ucharunsigned char#define

17、uintunsigned intvoid IO_Init(void);void LCD_Init(void);void LCD_Check_busy(void); / 檢測LCD否在忙，即能否接收數(shù)據(jù)和指令void LCD_Write_Command(uchar command);void LCD_Write_Data(uchar dat);void LCD_Set_xy( uchar x, uchar y );uchar LCD_Read_Sta(void);uchar LCD_Read_Data(uchar x,uchar y);void User_def_char(uchar n,uch

18、ar *s); /輸入用戶自定義字符(5*8 點陣字符)，07共8個字符void LCD_Disp_char(uchar x,uchar y,uchar dat);void LCD_Disp_string(uchar x,uchar y,uchar *s);uchar large=0; /當(dāng)large 為1時，為5*8點陣；為0時，為5*10點陣void IO_Init(void) LCD_IO_SEL &= 0xF0;LCD_IO_DIR |= 0x07 ;P2DIR |= 0x07;P2SEL &= 0x07;void LCD_Init(void)LCD_Write_Com

19、mand(0x28);LCD_Write_Command(0x0F);LCD_Write_Command(0x06);LCD_Write_Command(0x01);void LCD_Check_busy(void)uchar flag=0x80;flag &= LCD_Read_Sta();while(flag = 0x80) _delay_cycles(100); flag &= LCD_Read_Sta();void LCD_WAte_Command(uchar command)LCD_Check_busy();CLR_LCD_1602_RS;CLR_LCD_1602_R

20、W;CLR_LCD_1602_E;uchar temp;temp = command & (0x3C);if(temp=(0x26)|(temp=(0x2C)|(temp=(0x36)|(temp=(0x3C)large = 0;/ 為 5*10 點陣elselarge = 1;LCD_IO_DIR |= 0xF0;LCD_IO_OUT = (command&(0XF0)+(LCD_IO_OUT&(0x0F);SET_LCD_1602_E;CLR_LCD_1602_E;command <<= 4;LCD_IO_OUT = (command&(0XF0

21、)+(LCD_IO_OUT&(0x0F);SET_LCD_1602_E;CLR_LCD_1602_E;void LCD_Write_Data(uchar dat)LCD_Check_busy();SET_LCD_1602_RS;CLR_LCD_1602_RW;CLR_LCD_1602_E;LCD_IO_DIR |= 0xF0;LCD_IO_OUT = (dat&(0XF0)+(LCD_IO_OUT&(0x0F);SET_LCD_1602_E;CLR_LCD_1602_E;dat <<= 4;LCD_IO_OUT = (dat&(0XF0)+(LCD_

22、IO_OUT&(0x0F);SET_LCD_1602_E;CLR_LCD_1602_E;void LCD_Set_xy(uchar x,uchar y) uchar address;if (y = 0)address = 0x80 + x;elseaddress = 0xC0 + x;LCD_Write_Command(address); uchar LCD_Read_Sta(void) uchar sta;CLR_LCD_1602_RS; /讀入狀態(tài)信息高四位數(shù)據(jù)SET_LCD_1602_RW;CLR_LCD_1602_E;LCD_IO_DIR &= 0xF0;SET_LCD_1602_E;_delay_cycles(10);sta = LCD_IO_IN;CLR_LCD_1602_E;SET_LCD_1602_E;/讀入狀態(tài)信息低四位數(shù)據(jù)_delay_cycles(10);uchar temp;temp = LCD_IO_IN;CLR_LCD_1602_E;sta &= 0xF0;temp >>= 4;temp &am