基于单总线的温室监控系统下位机设计.docx

华北科技学院毕业设计（论文）目录设计总说明3Introduction61 绪论101.1 课题背景及研究意义101.2 国内外温室控制技术发展概况101.3 选题的目的和意义121.4 本设计研究的主要内容122 系统硬件方案设计132.1 微控制器选择132.1.1 MSP430单片机的优势142.1.2 主要资源介绍162.2 数据采集方案设计212.2.1 空气温度采集212.2.2 A/D转换设计232.2.3 空气湿度采集272.2.4 土壤湿度采集282.2.5 CO2采集302.2.6 光照采集312.3 显示界面设计322.4 控制方案设计352.5 数据通信方案设计353 系统软件组成383.1 程序总体介绍383.2 模块子函数分析383.2.1 环境检测383.2.2 环境控制463.2.3 环境配置494 总结51参考文献52附录A53附录B65附录C66致谢67基于单总线的温室监控系统下位机设计设计总说明我国是一个农业大国，但因环境、气候等方面的原因，全国很多地方的土地不能得到完全利用，很多土地只能一年一季作物，这种情况很大程度上制约了农业发展。因此，温室技术的发展将很好的促进农业的发展，然而现在大部分地区采用的温室技术还很落后，消耗大量的人力物力，效果还不是很好。将现在技术应用到农业领域，发展经济、实用的温室技术，实现农业的智能化、自动化、简单化将成为农业温室技术的主要发展方向。本设计提出了基于单总线技术的温室智能监控系统，该设计采用多种传感器，对温室环境的主要参数进行采集控制，可以提供完全适合作物生长的环境；设计采用单总线技术，具有温室内布线简单，占用主控芯片资源少，低功耗等特点；设计还具有一个小型参数数据库，用户可以对其进行修改，更换作物只用修改数据库，操作方便；同时除了自动控制还保留了手工控制，保证了系统的安全运行。系统设计主要分为硬件设计与软件设计两部分，硬件设计选择主控芯片以及各种适合传感器搭、控制装置搭建相应测量电路和控制电路，软件设计根据传感器手册实现其功能操作以及控制环境、显示参数。(1)硬件设计系统以16位MCU单片机MSP430F149作为主控制器，用来协调控制整个系统，利用内部Flash组成一个小的参数数据库，组成系统自动控制的参数依据；直接操作单总线数据传感器或单总线A/D转换芯片，对温室环境参数采集，驱动液晶屏显示参数；控制单总线开关器件，可以对温室进行采光、通风、浇水等。主要器件选择：1)温度传感器：空气温度采集采用常用温度传感器DS18B20，它具有超小体积，抗干扰能力强，精度高，附加功能强，全数字温度转换及输出等优点。采用单总线数据通信，检测温度范围为55C +125C (67F +257F)，可以检测几乎全部作物生存的温度环境。2)空气湿度传感器：对空气湿度的采集采用湿敏电容温湿度模块AM2001，相对湿度通过电压输出进行计算。该传感器精度高，可靠性高，一致性好，并且带有温度补偿，长期稳定性好。传感器输出电压线性输出，与湿度一一对应，对湿度敏感，通过实际调试，工作中满足本设计要求。3)土壤湿度：土壤湿度传感器采用数字温湿度传感器SHT11，该传感器采用I2C技术，包括一个电容式聚合体测湿元件和一个能隙式测温元件，并与一个 14 位的 A/D 转换器以及串行接口电路在同一芯片上实现无缝连接，是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。4）CO2含量：CO2含量检测通过MG811进行，MG811采用直流6V供电，输出电压0-2V，CO2浓度越高，输出电压越低。该传感器对CO2有良好的灵敏度和选择性，受温湿度变化小，可以很好的应用于本系统的设计。5）光照：光照测量主要靠光敏电阻反应温室内光照的变化，本设计中没有具体测量光照具体值，只是测量一个正常光照值做了简单的比较6）单总线A/D转换芯片和开关本设计中A/D转换芯片和开关都采用DS2450芯片。DS2450是一线式4通道逐次逼近式A/D转换器，其输入电压范围、转换精度位数、报警门限电压可编程；每个通道有各自的存储器以存储电压范围设置、转换结果、门限电压等参数；四个通道都可以通过存储器设置作为转换结果输出通道，也可以输出数字量高低高平，作为数字开关；芯片转换精度可编程，最高可实现16位转换精度，完全符合本设计的需求。(2)软件设计本设计的软件开发是基于IAR集成开发环境进行开发的，主要有以下几个功能模块组成：1)温室环境数据库设置：该模块主要是对MSP430内部Flash进行写数据，对温室各个环境参数进行设置，当改变温室作物时可以根据实际作物所需的参数进行修改，很好的实现了温室的多用性、重用性，方便操作。2)环境检测模块：进入环境检测模块后，系统会首先读取环境数据库中的各个环境，然后对各传感器进行数据采集，利用采集到的数据和数据库中的参数进行比较，温室环境不符合时会打开相应控制设施开关，进行自动控制。温室环境适合时，该模块显示各个参数，同时负责将参数发送给上位机PC。3)环境控制模块：该模块可以通过系统自动进入，还可以由用户手工选择进入，提高了系统的可靠性。在该模块中，对某一环境参数进行控制时，还会对其进行实时采集，并显示，用户可以对参数做到实时了解，可以更好控制作物环境。本设计通过对硬件以及相应软件的设计实现了一个智能化、自动化的温室网络监控系统。该系统以单总线技术为主要依赖，对传统温室消耗人力物力，不能智能化自动化的现状进行优化，设计了一个安全可靠、操作简单的温室系统。关键词:单总线；温度；湿度；CO2；光照The lower machine design of greenhouse monitoring system based on singleIntroductionOur country is an agricultural country,but because of the environment, climate, etc.the land throughout the country can not be fully used in many places,a lot of land can only be one season crops a year,this situation largely restricts the agricultural development.As a result, greenhouse technology development will be very good to promote the development of agriculture.Now, however, in most of the greenhouse technology is still very backward,with consuming large amounts of resources and also not very good effect .Now apply the technology to agriculture,in order to develope the economic, practical greenhouse technology, to implement the intelligent of the agriculture, automation, simplification ,which will be the main development direction of agriculture greenhouse technology.This design is proposed based on single bus technology in the intelligent greenhouse monitoring system,it uses many kinds of sensors to acquire the main parameters of greenhouse environment control,which can provide a completely suitable environment for crop growth .Design uses single bus technology, wiring inside the greenhouse is simple,which occupies less master control chip resources, low power consumption, etc.The design also has a small parameter database,which can be modified by the user,we just need to modify the database to change the crops and it is easy to operate.In addition to automatic control also retained the manual control at the same time which guarantee the safe operation of the system.System design is mainly divided into two parts, hardware design and software design.Hardware design chooses main control chip, a variety of suitable sensors and control devices for setting up the corresponding measuring circuit and control circuit.Software design realize its function ,environment control ,parameters display according to the sensor manual operation .(1)The hardware designSystem uses 16-bit micro-controller MSP430F149 MCU as the main controller, to coordinate control of the whole system.Which using internal Flash of a small parameter database, form a system of automatic control parameters,direct operating single bus data sensors or single bus A/D conversion chip, gather the greenhouse environment parameter, drive LCD to show parameters,control single bus switch device, the greenhouse can be lighting, ventilation, watering, etc.Selection of main component.1) Temperature sensor:Air temperature acquisition commonly uses temperature sensor DS18B20,it has a super small volume, strong anti-interference ability, high precision, strong additional features, full digital temperature conversion and output, etc.It uses single bus data communication, detection temperature ranges from - 55 C to + 125 C (67 F - + 257 F), can detect the temperature environment almost all plants survive.2) Air humidity sensor:Air humidity acquisition adopts wet sensitive capacitance temperature and humidity module AM2001, through the voltage output to calculate relative humidity.The sensor has high precision, high reliability, good consistency, temperature compensation,and its long-term stability is good.Sensor output voltage linear output, one to one correspondence with humidity, sensitive to humidity, through the actual debugging, to meet the design requirements in the work.3) Soil humidity:Soil moisture sensors adopts digital temperature and humidity sensor SHT11,the sensor uses the I2C technology, which includes a capacitive polymer cervix wet element and an energy gap type temperature measuring element, and a 14 A/D converter and a serial interface circuit on the same chip to realize seamless connection, is a containing composite of the temperature and humidity sensor has been calibrated digital signal output.4) CO2content:CO2 Content is detected through the MG811,which uses 6 v dc power supply,the output voltage is 0 to 2 v,.The higher the CO2 concentration, the lower the output voltage.The sensor has a good sensitivity and selectivity of CO2, the temperature and humidity changes little, can be well applied to the design of this system.5) Illumination:Illumination measured mainly by the changes of photosensitive resistance reaction lighting in greenhouse,there are no specific measuring light concrete value in this design, just made a simple comparison with a normal illumination value measurement.6) Single bus A/D conversion chip and the switch:In the design of the A/D conversion and the switch both adopted DS2450 chip.DS2450 is a line type 4 channels of successive approximation A/D converter. The input voltage range, conversion accuracy figures, alarm threshold voltage are programmable.Each channel has its own memory to store the voltage range set, the results of the transformation, the parameters such as threshold voltage.All four channels as a result conversion output channel can be set through memory, digital output can also be high as a digital switch.Programmable chip conversion precision, the highest can implement 16-bit conversion precision, fully meet the design requirements.(2)software designThis design is based on the IAR software development of integrated development environment for development,basically has the following several function modules:1) Greenhouse environment database settings:The module is mainly to write data for MSP430 internal Flash to set greenhouse environment parameters , when change greenhouse crops can be modified according to the practical parameters needed for crops, well implement the versatility and reusability of greenhouse,its also a convenient operation.2) Environmental testing module:After entering the environment detection module, the system will first reads the environment database in various environments.Then for each sensor data collection, using the collected data and parameters in the database to compared.Greenhouse environment is not in conformity with the corresponding switch and control facilities open for automatic control.Greenhouse environment is suitable, the module shows all parameters, and is responsible for the parameter sent to the upper machine (PC).3) Environmental control module:The module can be entered automatically by the system, can also be manually by the user to choose to enter, improve the reliability of the system.In this module, to control a certain environmental parameters, also carries on the real-time collection, and display, the user can know about real-time parameters , can better control the crop conditions.This design through the design of hardware and corresponding software implementation of a network of intelligent, automated greenhouse monitoring control system.The system based on single bus technology as the main rely , the traditional is a consumption of greenhouse resources, not like the present situation of the intelligent automatic optimization ,so we designed a safe and reliable, simple operation of the greenhouse system.Keywords:1-Wire bus; temperature; humidity;CO2; illumination 1绪论1.1 课题背景及研究意义我国农业的发展必须走现代化农业这条道路，随着国民经济的迅速增长，农业的研究和应用技术越来越受到重视，特别是温室大棚已经成为高效农业的一个重要组成部分。现代化农业生产中的重要一环就是对农业生产环境的一些重要参数进行检测和控制。例如：空气的温度、湿度、二氧化碳含量、土壤的含水量等。在农业种植问题中，温室环境与生物的生长、发育、能量交换密切相关，进行环境测控是实现温室生产管理自动化、科学化的基本保证，通过对监测数据的分析，结合作物生长发育规律，控制环境条件，使作物达到优质、高产、高效的栽培目的。国外的温室设施己经发展到比较完备的程度，并形成了一定的标准，但是价格非常昂贵，缺乏与我国气候特点相适应的测控软件。而当今大多数对大棚温度、湿度、二氧化碳含量的检测与控制都采用人工管理，这样不可避免的有测控精度低、劳动强度大及由于测控不及时等弊端，容易造成不可弥补的损失，结果不但大大增加了成本，浪费了人力资源，而且很难达到预期的效果。因此，为了实现高效农业生产的科学化并提高农业研究的准确性，推动我国农业的发展，必须大力发展农业设施与相应的农业工程，科学合理地调节大棚内温度、湿度以及二氧化碳的含量。目前，随着温室大棚的迅速增多，人们对其性能要求也越来越高，特别是为了提高生产效率，对大棚的自动化程度要求也越来越高。由于单片机及各种电子器件性价比的迅速提高，使得这种要求变为可能。当前农业温室大棚大多是中、 小规模， 要在大棚内引人自动化控制系统，改变全部人工管理的方式，就要考虑系统的成本，因此，针对这种状况，结合实际需要，设计了一套低成本的温室监控系统。该系统采用传感器技术和单片机相结合，采用单总线技术，温室内布线简单，占用主控芯片资源少，低功耗等。1.2国内外温室控制技术发展概况温室是一种可以改变植物生长环境、为植物生长创造最佳条件、避免外界四季变化和恶劣气候对其影响的场所。它以采光覆盖材料作为全部或部分结构材料，可在冬季或其他不适宜露地植物生长的季节栽培植物。温室生产以达到调节产期，促进生长发育，防治病虫害及提高质量、产量等为目的。而温室设施的关键技术是环境控制，该技术的最终目标是提高控制与作业精度。国外对温室环境控制技术研究较早，始于20世纪70年代。先是采用模拟式的组合仪表，采集现场信息并进行指示、记录和控制。80年代末出现了分布式控制系统。目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国的温室控制技术发展很快，一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展。从国内外温室控制技术的发展状况来看，温室环境控制技术大致经历三个发展阶段:（1）手动控制。这是在温室技术发展初期所采取的控制手段，其时并没有真正意义上的控制系统及执行机构。生产一线的种植者既是温室环境的传感器，又是对温室作物进行管理的执行机构，他们是温室环境控制的核心。通过对温室内外的气候状况和对作物生长状况的观测，凭借长期积累的经验和直觉推测及判断，手动调节温室内环境。种植者采用手动控制方式，对于作物生长状况的反应是最直接、最迅速且是最有效的，它符合传统农业的生产规律。但这种控制方式的劳动生产率较低，不适合工厂化农业生产的需要，而且对种植者的素质要求较高。（2）自动控制。这种控制系统需要种植者输入温室作物生长所需环境的目标参数，计算机根据传感器的实际测量值与事先设定的目标值进行比较，以决定温室环境因子的控制过程，控制相应机构进行加热、降温和通风等动作。计算机自动控制的温室控制技术实现了生产自动化，适合规模化生产，劳动生产率得到提高。通过改变温室环境设定目标值，可以自动地进行温室内环境气候调节，但是这种控制方式对作物生长状况的改变难以及时做出反应，难以介入作物生长的内在规律。目前我国绝大部分自主开发的大型现代化温室及引进的国外设备都属于这种控制方式。（3）智能化控制。这是在温室自动控制技术和生产实践的基础上，通过总结、收集农业领域知识、技术和各种试验数据构建专家系统，以建立植物生长的数学模型为理论依据，研究开发出的一种适合不同作物生长的温室专家控制系统技术。温室控制技术沿着手动、自动、智能化控制的发展进程，向着越来越先进、功能越来越完备的方向发展。由此可见，温室环境控制朝着基于作物生长模型、温室综合环境因子分析模型和农业专家系统的温室信息自动采集及智能控制趋势发展。1.3 选题的目的和意义温室是观赏植物栽培生产中必不可少的设施之一，不同种类观赏花卉对温度及湿度等生长所需条件的要求也不尽相同，为它们提供一个更适宜其生长的封闭的、良好的生存环境，以提早或延迟花期，最终将会给我们带来巨大的经济效益。随着现代科技的发展，电子计算机已用于控制温室环境。该系统可自动控制加热、降温、通风。根据需要，通过按键将温度信息输入MCU，根据情况可随时调节环境。温室环境自动化控制系统在大型现代化温室的利用，是设施栽培高新技术的体现。本文将使用MSP430单片机对温度及湿度控制的基本原理实例化，利用现有资源设计一个实时控制温室大棚温度、湿度等的控制系统。目的是通过这次毕业设计，让我们将课本知识与实践相结合，更加深刻的理解自动控制的运作模式及意义，也能够将所学知识和技能更多的运用于生活和工作中，学以致用。1.4本设计研究的主要内容本设计主要是对温室内的环境参数进行测量并进行控制从而保持一个适合作物生长的现代化温室大棚。根据我国现在温室现状，本设计提出了单总线设计的创新思想，单总线的设计主要克服了温室内布线复杂的现状，对于实际温室大棚应用技术上有了很大的提升。本设计主要对温室内重要的几个参数进行测量控制，如：温度、湿度、CO2等，通过主控制器的选择，传感器的选择以及主控板的设计完成了一个智能控制的现代温室系统下位机。2系统硬件方案设计植物的生长是在一定环境中进行的 ,在生长过程中受到环境中各种因素的影响 ,其中对植物生长影响最大的是温度、湿度和光照度。环境中昼夜的温度、湿度和光照度的变化大 ,对植物生长极为不利。现代温室有内外遮阳系统、加温系统、自然通风系统、湿帘风机降温系统、补光系统、补气系统、环流风机、灌溉系统、施肥系统、自动控制系统等常用的环境系统，能够对植物的生长进行合理的控制 ,而如何才能合理地控制这些配套设备的运作和协同则需要有一套完善的硬、软件温室系统进行控制。因此 ,本系统就是利用价格便宜的一般电子器件来设计一个参数精度高 ,控制操作方便 ,性价比高的应用于农业种植生产的温室大棚测控系统。该系统由单片机对温度、湿度等参数进行巡回测量 ,并对测量的结果进行优化补偿 ,并进行调控 ,此外主控制器还可以同时完成系统参数测量 ,数据存储等，硬件总体设计结构如图2-1所示。由图2-1可知 ,整个系统采用模块化设计，硬件结构由单片机、传感器和控制装置组成。单片机采用16位MCU单片机MSP430F149，用来协调控制整个系统，利用内部Flash组成一个小的参数数据库，组成系统自动控制的参数依据；直接操作单总线数据传感器或单总线A/D转换芯片，对温室环境参数采集，驱动液晶屏显示参数；控制单总线开关器件，可以对温室进行采光、通风、浇水等，系统主控板电路图如图2-2所示。2.1微控制器选择在整个系统中，最重要的就是微控制器，作为系统的核心，微控制器负责整个系统的正常运转，以及与上位机通信等重要工作，选择一个适合的微控制器可以很大程度上优化整个系统的性能。因为在前面的理论学习中接触最多的就是51系列的单片机，并且有专门的理论课程对其进行了深入的学习，因此在微控制器的选型上首先想到的就是51系列的单片机，但是微控制器发展到今天出现了很多性能比51单片机更强的微控制器，常用的51单片机无论是处理速度、存储容量还是内部资源都有很大的落后，作为毕业设计再选择51系列单片机做系统的微控制器都有些不满足系统的需求。无论是考虑到整个毕业设计中的收获还是系统的性能以及毕业后的发展选择一款性能更好的微控制器都是必须的。对实际生活中用的单片机的比较加上系统的应用需求，系统最终采用现在应用广泛的MSP430单片机。MSP430系列的单片机最大的优势就是低功耗，符合现在社会的发展，并且应用广泛，学习后对毕业后的工作也有一定的帮助。在应用中因为MSP430单片机应用广泛，因此相应的资料也很好需要，更容易学习，在软件编写上也有成熟的编译环境IAR，并且作为16位的单片机在处理能力上也比8位的51有更好的处理能力，虽然用的更广泛、性能更好的微控制器也有，如STM32等，但是那样的微控制器来说会有一定的浪费并不是最好的选择。综上考虑MSP430单片机完全符合系统的要求，并且也能起到很好的结果，系统选用在430单片机中也应用广泛的MSP430F149。图2-1系统硬件框图2.1.1MSP430单片机的优势虽然MSP430系列单片机推出时间不是很长，但由于其卓越的性能，在短短几年时间里发展极为迅速，应用也日趋广泛，其主要特点有：（1）超低功耗MSP430系列单片机的电源电压采用1.8-3.6V低电压，RAM数据保持方式下耗电仅0.1uA，活动模式耗电250uA/MIPS，I/O输入端口的漏电流最大仅50nA。MSP430系列单片机有独特的时钟系统设计，包括两个不同的时钟系统:基本时钟系统和锁频环时钟系统或DCO数字振荡器时钟系统。由时钟系统产生CPU和各功能模块所需的时钟，并且这些时钟可以在指令的控制下打开或关闭，从而实现对总体功耗的控制。由于系统运行时使用的功能模块不同，即采用不同的工作模式，芯片的功耗有明显的差异。在系统中共有一种活动模式和5种低功耗模式（LPM0-LPM4）。另外，MSP430系列单片机采用矢量中图2-2 系统主控板电路图断，支持十多个中断源，并可以任意嵌套。用中断请求将CPU唤醒只要6uS，通过合理编程，既以降低系统功耗，又可以对外部事件请求做出快速响应。（2）强大的处理能力MSP430系列单片机室16位单片机，采用了目前流行的精简指令集（RISC）结构，一个时钟周期可以执行一条指令（传统的51单片机要12个时钟周期才能执行一条指令），是MSP430在8MHz晶振工作时，指令速度可达8MIPS（在运算性能上比8位处理器高出两倍多）。（3）高性能模拟技术及丰富的片上外围模块MSP430系列单片机结合TI的高性能模拟技术，各成员都集成了较丰富的片内外设。MSP430F149有以下功能模块：精密硬件乘法器、两个16位定时器、一个14路的12位的模数转换器、一个看门狗、6 路P 口、两路USART通信端口、一个比较器、一个DCO内部振荡器和两个外部时钟等。MSP430系列单片机的丰富片内外设，在目前所有单片机系列产品中是非常突出的，为系统的单片解决方案提供了极大的方便。（4）系统工作稳定上电复位后，首先由DCO_CLK启动CPU，以保证程序从正确的位置开始执行，保证晶体振荡器有足够的起振及稳定时间。然后软件可设置适当的寄存器的控制位来确定最后的系统时钟频率。如果晶体振荡器在有做CPU时钟MCLK时发生故障，DCO会自动启动，以保证系统正常工作。这种结构和运行机制，在目前各系列单片机中是绝无仅有的。另外，MSP430系列单片机均为工业级器件，运行环境温度为-40到+80。C，运行稳定、可靠性高，所设计的产品适用于各种民用和工业环境。2.1.2主要资源介绍图2-3MSP430F149引脚图（1）MSP430各种端口如图2-3所示，MSP430F149有6 个8 位的P 口，端口可以直接用于输入/输出，MSP430系统中，没有专门的输入/输出指令，输入/输出操作都是通过传送指令来完成的，端口P1-P6都是可以位寻址的，也就是说，端口每一位都可以独立用于输入/输出。常见的键盘接口电路可以直接用端口进行模拟，用查询或者中断方式控制。由于MSP430的端口只有数据口而没有状态口或控制口，在实际应用中，特别是在查询式输入/输出传送时，可以用端口的某一位（或几位）来传送状态信息，通过查询对应位的状态来确定外设是否处于“准备好”状态。端口是MSP430极其重要的资源，由于目前MSP430所有系列总线不对外开放，端口不但直接用于输入/输出，还可以为MSP430系统扩展等应用提供必要的逻辑控制信号。MSP430各种端口有大量的控制寄存器供用户操作，最大限度提供了输入/输出的灵活性。其中P1和P2有7个寄存器，P3、P4、P5和P6具有四个寄存器。通过设置寄存器：每个I/O位都可以独立编程，允许任意组合输入、输出和中断，P1和P2所有8个位全部可以做外部中断处理，可以使用所有指令对寄存器操作，可以按字节输入、输出，也可按位进行操作。A.端口P1和P2的寄存器：端口P1和P2具有输入/输出、中断和外部模块功能，这些功能可以通过它们各自的7个控制寄存器的设置来实现。下面Px代表P1或P2。a.输入/输出方向寄存器PxDIR相互独立的8位分别定义了8个引脚的输入/输出方向。8位在PUC后都被复位。使用输入和输出功能是，应该先定义端口的方向，输入/输出才能满足设计者的要求。作为输入时，只能读；作为输出时，可读可写。其中写0为输入模式，写1为输出模式。b.输入寄存器PxIN输入寄存器是只读寄存器。用户不能对它写入，只能通过读取该寄存器内容知道I/O端口的输入信号，此时引脚的方向必须选定为输入。c.输出寄存器该寄存器为I/O端口的输出缓冲寄存器，在读取时输出缓存的内容与引脚方向定义无关。改变方向寄存器的内容，输出缓存的内容不受影响。d.中断标志寄存器PxIFG该寄存器有8个标志位，标志相应引脚是否有待处理中断的信息，即相应引脚是否有中断请求寄存器定义如下：76543210PxIFG7PxIFG6PxIFG5PxIFG4PxIFG3PxIFG2PxIFG1PxIFG0其中，0表示没有中断请求，1表示有中断请求。中断标志PxIFG.0-PxIFG.7共用一个中断向量，属于多源中断。当任一事件引起的中断进行服务是，PxIFG.0-PxIFG.7不会自动复位。必须用软件来判定是对哪一个事件服务，并将相应的标志复位。外部中断事件的时间必须保持不低于1.5倍的MCLK时间，以保证中断请求被接受，且使相应中断标志位置位。e.中断触发沿选择寄存器PxIES如果允许Px口的某个引脚中断，还需定义该引脚的中断触发方式。该寄存器的8位分别对应Px口的8个引脚。0表示上升沿相应标志置位，1表示下降沿使相应标志置位。f.中断使能寄存器PxIEPx口的每一个引脚都有一位用以控制该引脚是否允许中断。该寄存器定义如下：76543210PxIE.7PxIE.6PxIE.5PxIE.4PxIE.3PxIE.2PxIE.1PxIE.0写0禁止中断，写1允许中断。g.功能选择寄存器PxSELP1和P2两端口还具有其他片内外设功能，为减少引脚，将这些功能与芯片外的联系通过复用P1和P2引脚的方式来实现。P1SEL和P2SEL用来选择引脚的I/O端口功能与外围模块功能。0表示选择引脚为I/O端口，1表示选择引脚为外围模块功能。B.端口P3、P4、P5和P6端口P3、P4、P5和P6没有中断能力，其余功能同P1和P2，可以实现输入/输出功能和外围模块功能。除掉端口P1和P2与中断相关的3个寄存器，端口P3、P4、P5和P6有4个寄存器供用户使用。用户可通过这4个寄存器对它们进行访问和控制。每个端口的4个寄存器分别为：P3、P4、P5和P6端口方向选择寄存器（PxDIR），输入寄存器（PxIN），输出寄存器（PxOUT），功能选择寄存器（PxSEL）。具体定义和用法同P1、P2端口。（2）串口通信串口是系统与外界联系的重要手段，在嵌入式系统开发和应用中，经常需要使用上位机实现系统调试及现场数据的采集和控制。一般是通过上位机本身配置的串行口，通过串行通信技术，和嵌入式系统进行连接通信。本系统中通信需要和上位机以及显示屏通信，因此在配置串口时需要配置两个串口，配置串口最主要的是配置波特率。由于MSP430的波特率产生比较自由,因此异步通信模式用的比较多,在毕业设计中,我们只实验了异步通信模式,在异步通信模式中,MSP430 的波特率的产生有很独特的方式,可以实现多种波特率的产生,可以克服其他单片机的波特率受限的缺点.另外,在异步模式中,又根据需要分为线路空闲多机模式和地址位多机模式,如果只是两机通信,线路空闲比较多,用线路空闲多机模式比较好,在开发板中有一个测试程序是实现通过RS202 与计算机超级终端串行口相连的测试程序,在此,不用多说,由于MSP430的波特率发生器比较特别,在此,我们着重讨论一下波特率发生器. 波特率发生器是用波特率选择寄存器和调整控制寄存器来产生串行数据位定时。波特率=BRCLK/(UBR+(M7+M6+M5+M4+M3+M2+M1+M0),其中BRCLK为晶振频率,UBR 为分频因子的整数,即晶振频率除以波特率的整数部分,而M7,M6,M5,M4,M3,M2,M1,M0 分别为调整位,是分别写在UMCTL中的,如果置位,则对应的时序时间只能波特率分频器的输入时钟扩展一个时钟周期,每接受或发送一位,在调整控制寄存器的下一位被用来决定当前位的定时时间.协议的第一位的定时由URB加上M0决定,下一位由UBR加上M1决定,以后类推.而调整位取“0”还是“1”，取决于当前的分频因子与需要的分频因子的差距，如果大于0.5取“1”，如果小于0.5取“0”。（3）FLASH存储器模块嵌入式FLASH存储器获得的技术进步从根本上促进了微控制器的应用，显著地改变了微控制器市场。FLASH技术结合了OTP存储器的成本优势和EEPROM的可在编程性能，可以使用尽可能小的开销来发挥EEPROM的最大灵活性。MSP430嵌入式FLASH存储器用EEPROM一样是电可擦除并且可编程存储器。对FLASH模块有3中操作：读、写及擦除。允许编程、擦除等操作首先要对3个控制寄存器（FCTL1、FCTL2及FCTL3）的各位进行定义。它们使用安全键值（口令码）来防止错误的编程和擦除周期，口令出错将产生非屏蔽中断请求。安全键值位于每个控制字的高字节，读时为96H，写时为5AH。A FCTL1 控制寄存器1FCTL1用于控制所有写（编程）或者删除操作的有效位。各位的定义如下：1514131211109876543210安全键值，读时为96H，写时为A5HBLKWRTWRT保留MERASERASEBLKWRT 段编程位。如果有较多的连续数据要编程到某一段或某几段，则可选择这种方式，这样可缩短编程时间。在一段程序完毕，再编程其他段时，需对该位先复位再置位，在下一条写指令执行前WAIT位应为1。写0表示未选用段编程方式，写1表示选用段编程方式。WRT 编程位。0表示不编程，如对FLASH写操作，发生非法访问，使ACCVIFG；1表示编程。MERAS 主存控制擦除位。0表示不擦除，1表示主存全擦除，对主存空写时启动擦除操作，完成后MERAS自动复位。ERASE 擦除一段控制位。0表示不擦除，1表示擦除一段，由空写指令带入段号来指定擦除哪一段，操作完成后自动复位。B.FCTL2 控制寄存器2FCTL2中各位主要对进入时序发生器的时钟进行定义。各位定义如下：1514131211109876543210安全键值SSEL1SSEL0FN5FN4FN3FN2FN1FN0SSEL1，SSEL2 选择时钟源。0：ACLK，1：MCLK，2：SMCLK，3：S