数字电压表系统方案设计.doc

此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 目目 录录 摘要 I ABSTRACT II 第 1 章 绪论 1 1 1 选题目的与意义 1 1 2 选题背景以及国内外现状 1 1 3 设计任务要求 2 第 2 章 单片机及液晶显示器介绍 3 2 1 MSP430F149 单片机介绍 3 2 1 1 MSP430F149 芯片引脚功能介绍 3 2 1 2 ADC12 介绍 5 2 2 12864 液晶显示器说明 12 2 2 1 液晶显示模块概述 12 2 2 2 主要技术参数 12 2 2 3 模块引脚说明 13 2 2 4 12864 与 msp430 单片机的接口电路 13 第 3 章 系统方案设计 15 3 1 主要部分介绍 15 3 2 电源设计方案 15 3 3 显示模块方案 15 3 4 系统总体结构图 16 3 5 单片机最小系统 16 3 5 1 电源电路 16 3 5 2 晶振电路 17 3 5 3 复位电路 18 3 5 4 衰减电路 18 3 6 系统硬件结构图 18 3 7 系统软件设计 19 3 7 1 软件设计总流程图 19 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 3 7 2 软件调试 20 第 4 章 电路调试 22 4 1 调试方法 22 4 2 调试结果及分析 22 结论 23 参考文献 24 致谢 25 附录 1 26 附录 2 33 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 摘要摘要 本论文绍一种基于 MSP430F149 单片机的电压测量电路 该电路实现测量直流 电压范围 0 3V 和 0 15V 档的数字电压表 误差要求小于 0 5 显示部分用到的是 LCD12864 液晶屏进行并行显示 论文主要给出了电压表所用到的 msp430F149 的 最小系统以及最小系统的各个组成部分和 ADC12 的各个寄存器功能介绍 然后本 论文还给出了数字电压表的软件系统 只要包括软件系统流程图和程序代码以及各 段程序的主要功能和注释 除软件系统以外还有数字电压表的硬件系统 包括衰减 电路 电源电路 复位电路等 最后又把数字电压表最终实现结果以及能够扩展的 功能介绍了一下 将电压表的功能要求提升了一个深度 关键词关键词 数字电压表 MSP430 单片机 A D 转换 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 Abstract The papers illustrate a the MSP430F149 microcontroller based voltage measurement circuit the circuit measuring DC voltage range 0 3V and 0 15V file digital voltmeter error requirement is less than 0 5 used LCD12864 LCD parallel displayed The thesis the voltmeter used msp430F149 the minimum system as well as the smallest of the various components of the system and the ADC12 register function Then the paper also gives the the digital voltmeter software system including flow chart and program code of the software system and procedures and comments In addition to the software systems the digital voltmeter hardware system including attenuation circuit power circuit reset circuit The last again digital voltmeter final results and able to extend the function the functional requirements of the voltmeter to enhance a depth Keywords digital voltmeter MSP430 microcontroller A D conversion 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 第第 1 章章 绪论绪论 1 1 选题目的与意义选题目的与意义 由单片机构成的数字电压表整体构成不是很复杂 对硬件和软件的要求也不是 很高 所以整体的难度很适中 并且它在我们平时的设计中也经常用到 可以在以 后的过程中用到自己制作的电压表也是一件高兴的事 数字电压表具有以下特点 1 读数直观准确 2 显示位数 3 准确度高 分辨率高 4 测量范围宽 5 扩展能力强 6 测量数率快 7 输入阻抗高 8 集成度高 微功耗 9 抗干扰能力强 由于数字式电压表以上特点 再加上在日常生活中的实用与普遍性 它给日 常生活带来了很大的便利 因此本题目具有很好的推广与实用性 1 2 选题背景以及国内外现状选题背景以及国内外现状 该系统主要靠 MSP430 单片机内部集成的 ADC12 单片机主要采用德州仪器 MSP430F1XX 系列单片机 430 系列单片机由于其体积小 功耗低 功能强大成为 各种智能仪器处理器的首要选择 其采用精简指令 RISC 结构 具有 flash 存储 空间 芯片内置 ADC 模块 具有丰富的外围功能 功能的使用只需要完成相应相 寄存器配置就可以了 十分的方便实用 所以近几十年来用单片机制作的各种数字 电压表很快诞生 并且他们的实用性与准确性也是相当高的 再加之本身由单片机 做出的数字电压表价格不是很昂贵 所以数值电压表在很短的时间就得到了普及 并且为人们的生活带来了极大方便 在人们对科学探索的道路上总是为了为了能够满足对探索的需求 所以以前功 能单一化 操作繁琐以及不方便控制的数字电压表必定不能满足人们的需求 所以 有单片机构成的数字电压表在不断演变 在进入 21 世纪以来 它已经蜕掉了以前 的面容 它以另外一种面孔问鼎今天 它有功能多样化 结构最优化 准确最大化 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 控制简单化等等优势 如今 已有各种样式的数字电压表已经普遍用于现代化测量和现代自动化仪表 等现代化测量领域上 1 3 设计任务设计任务要求要求 1 输入范围 0 15V 2 精度 0 5 3 显示器 LCD12864 液晶屏 4 转换模式 单通道单次转换 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 第第 2 章 章 单片机及液晶显示器介绍单片机及液晶显示器介绍 2 1 MSP430F149 单片机介绍单片机介绍 MSP430f1XX 系列单片机具有低电源电压范围 1 8V 至 3 6V 超低功耗 激 活模式 270 A 在 1MHz 频率和 2 2V 电压条件下 待机模式 VLO 0 3 A 关闭模式 RAM 保持 0 1 A 具有 4 个精度为 1 校准频率且高达 16MHz 的内部频率 带内部基准 采样与保持以及自动扫描功能的 12 位模数 A D 转换器 具有 3 个捕获 比较寄存器的 16 位 Timer A 4 个通用串行通信接 口 USCI 另外还有代码保护和高达 48 个 I O 引脚等功能 典型应用包括传感器 系统 工业控制应用 手持仪表等 现在对 MSPF149 单片机的特点进行介绍如下 1 低电压 超低功耗化 工作电压为 3 3V 让该单片机拥有低电压化 等待 方式和关闭 RAM 状态下体现其超低功耗化 2 具有 12 位的模数转换器 ADC12 的多样化 模数转换的多样化即省去了 专门设计转换电路的过程 也提高了转换精度 3 大空间存储的大容量化 为了满足程序和数据的存储需要 因此拥有了 60kROM 和 2kRAM 4 两通道串行通信多接口化 即可以与计算机同步串行通信 也可以异步 串行通信 5 硬件乘法器 当乘法器独立在 CPU 中进行乘法运算时 提高了其速度也 提高了 CPU 的利用率 6 串行在系统编程 通过仿真器对程序进行操作 通过特定的软件对单片机 进行监控 2 1 1 MSP430F149 芯片引脚功能介绍芯片引脚功能介绍 MSP430F149 芯片设计时的封装方式采用的是贴片式封装 引脚之间距为 0 5mm 64 个引脚 而且单片机面积很小很难手工焊接 所以购买的是带有转接板 的单片机 贴片式的单片机转接成 4 列 2 8 排针的引脚 排针脚间距约为 2 54mm 能与万能板匹配 其引脚如下图所示 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 图 2 1 MSP430F149引脚图 下面是 MSP430F149 单片机的各端口功能说明 表 2 1 MSP430F149 单片机各端口功能说明 端口功能 P1 P2I O 中断功能 其他片内外设功能 P3 P4 P5 P6 I O 其他片内外设功能 RST N M1 复位输入 不可屏蔽中断输入 或自动加载程序启动 TCK测试时钟 TCK 是用于器件编程测试和自动加载程序启动的时钟输入口 TDI测试数据输入 TDI 用作数据输入口 器件的保护熔丝被连接到 TDI TDO T DI 测试数据输出口 TDO TD1 是数据输出或编程数据输入端 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 TMS测试方式选择 TMS 用作器件编程和测试的输入口 VeREF 送到ADC的外部基准电压输入口 VREF ADC内部基准电压的正输出端 VREF VeREF ADC的内部基准电压或外部加的基准电压的负端 XIN晶体振荡器 XT1 的输入口 可接标准的或时钟的晶体 XOUT TCLK 晶体振荡器 XT1 的输出端或测试时钟的输入端 XT2IN晶体振荡器 XT2 的输入口 只能接标准晶体 XT20U T 晶体振荡器 XT2 的输出口 2 1 2 ADC12 介绍介绍 ADC12 模块支持快速 12 位模拟 数字转换 该模块实现了一个 12 位 SAR 内核 采样选择控制 参考电压发生器和一个 16 字转换与控制缓冲器 该转换与 控制缓冲器允许多达 16 个独立的 ADC 采样转换和存储 无需任何 CPU 干预 2 1 2 1 ADC12 主要特点主要特点 1 大于 200 ksps 的最大转换速率 2 独立的 12 位转换器 无失码 3 采样和保持控制与可编程采样周期可通过 软件或定时器控制 4 启动通过软件 定时器 A 定时器 B 5 软件可选片上参考电压产生 1 5 V 或 2 5 V 6 通过软件选择内部或外部参考电压 7 八路单独配置外部输入通道 8 为 AVCC 内部温度传感器 外部参考源分配了通道 9 可单独选择正 负参考源 10 可选择转换的钟源 11 4 种转换模式 12 ADC 的内核和参考电压可单独断电 13 18 个 ADC 中断向量寄存器 14 16 的转换结果存储寄存器 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 2 1 2 2 寄存器及参考电压 寄存器及参考电压 REFON REFON 1 开启参考电压发生器 REF2 5V REF2 5V 1 参考电压 2 5V REF2 5V 0 参考电压 1 5V 转换与存储 16 组 ADC12MEMx ADC12MCTLx SREFx 定义参考电压 INCHx 选择输入通道 EOS 定义序列采样的结束 使用序列模式 CSTARTADDx 定义起始 ADC12MCTLx 单通道和序列通道都使用 转换模式 MSC 多重快速转换 中断 ADC12IE 中断允许寄存器 ADC12IFG 中断标志寄存器 ADC12V 中断向量寄存器 ADC12IFGx 当转换结果被写入 ADC12MEMx 后 该位被置位 ADC12IEx 和 GIE 被置位 才产生中断 寄存器 ACD12CTL0 SHT1x SHT0 x 采样保持需要的 ADC12CLK 的周期数 ENC 允许转换 ADC12SC 软件开启转换 触发源模式 00 ADC12CTL1 CSTARTADDx 定义起始 ADC12MCTLx 单通道和序列通道都使用 SHSx 触发源选择 ADC12SSELx 时钟源选择 ADC12MCTLx EOS 定义序列采样的结 SREFx 参考电压选择 000 VR AVCC and VR AVSS 001 VR VREF and VR AVSS 010 VR VeREF and VR AVSS 011 VR VeREF and VR AVSS 100 VR AVCC and VR VREF VeREF 101 VR VREF and VR VREF VeREF 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 110 VR VeREF and VR VREF VeREF 111 VR VeREF and VR VREF VeREF 2 1 2 3 具有采样和保持功能的的具有采样和保持功能的的 12 位转换内核位转换内核 ADC12 内核由一个 12 位的模数转换器组成 它可以将转换出来结果保存到 ADC12MEM 转换存储器中 该内核使用了两个能够自己编程的参考电压 VR 和 VR 来定义转换的最大值和最小值 当外部输入的模拟电压不小于 VR 时 ADC12 输出满量程值 0FFFH 当输入电压等不大于 VR 时 ADC12 就会输出 0 外部输入的模拟电压的最终变化结果满足公式 4095 inR ADC RR VV N VV ADC12内核的配置由ADC12CTL1和ADC12CTL0两个控制寄存器完成 ADC12内 核在没有被使用时可以自动关闭来节省电能 ADC内核使能由ADC12ON位控制 当在ENC 1时 ADC12的控制不能被修改 在进行转换时 ENC位将会设为1 2 1 2 4 转换时钟选择转换时钟选择 ADC12CLK 作为转换的时钟 有四个时钟源可以选择 ADC12CLK 时钟源源为 SMCLK 系统子时钟 MCLK 系统主时钟 ACLK 辅助时钟 和一个内部时 钟 ADC12OSC 5MHZ 2 1 2 5 采样和转换定时采样和转换定时 ADC12 内部采样保持电路触发源有四种选择 1 ADC12SC 00 2 定时器 A 输出单元 1 01 3 定时器 B 输出单元 0 10 4 定时器 B 输出单元 1 11 4 种采样保持电路触发源由 SHSx 控制 当 SHI 采样保持输入信号 低电平到高电平时开始采样 当 SAMPCON 有高电 平跳向低电平时采样保持结束 然后开始转换 ADC12 有两种采样定时模式 并且由 SHP 位控制 一种叫扩展性采样模式 另一 种叫脉冲模式 2 1 2 6 扩展性采样模式 扩展性采样模式 当 SHP 0 时 SHI 信号直接控制 SAMPCON 即当 SHI 信号由低电平到高电平 是 SAMPCON 也如此 此时就开始采样保持 当 SHI 信号由高电平跳至低电平时 采样结束 并且开始装换 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 图 2 2 扩张采样模式 2 1 2 7 脉冲模式 脉冲模式 在脉冲模式时 SHP 1 在此模式时 SHI 的一个上升沿触发采样 而不能直接 控制采样时间 采样时间的控制是由 ADC12 内部的一个采样定时器控制 该定时 器的时间可以有用户自己控制 图 2 3 脉冲模式 2 1 2 8 部分部分 ADC12 寄存器 寄存器 1 SHP 采样保持定时器 SHT1x 定义寄存器 ADC12MEM8 到 ADC12MEM15 对应转换通道的采样保 持时间时间 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 SHT0 x 定义寄存器 ADC12MEM0 到 ADC12MEM7 对应转换通道的采样保持 时间时间 图 2 1 采样保持定时器 SHT xADC12 时钟周期 00004 00018 001016 001132 010064 010196 0110128 0111192 1000256 1001384 1010512 1011768 11001024 11011024 11101024 11111024 采样时间 其中 N 为 SHT1 或 SHT0 对应的 4 位二进124ADCLCLKTsampleTN 制数 2 MSC 多次采样 转换位 当 MSC 0 时 需要 SHI 信号开启下一次转换 当 MSC 1 时 SHI 信号只是一个触发信号 下一次转换会自动进行直到转换完成 注 仅适用于序列或重复转换模式 3 ADC12BUSY 当 ADC12BUSY 0 时 表示当前没有转换 当 ADC12BUSY 1 时 表示的当前有装换 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 ADC12 一共有 4 种转换模式 1 单通道单次转换 2 序列通道单次转换 3 单通道多次转换 4 序列通道多次转换 在 ADC12 转换结束以后我们必须将 ENC 第二次复位并置位 这样才能够准 备下一次转换 在次之前的所有输入输入信号将被忽略 ADC12 的转换模式能 够在转换的开始和未结束之前得到切换 新模式将会在当前转换完成以后重新开 始 2 1 2 9 单通道单次转换模式状态图 单通道单次转换模式状态图 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 图 2 4 单通道单次转换模式状态图 2 1 2 10ADC12 的结构原理图 如下图 的结构原理图 如下图 图 2 5 ADC12 结构原理 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 2 2 12864 液晶显示器说明液晶显示器说明 2 2 1 液晶显示模块概述液晶显示模块概述 在此次毕业设计中用到的液晶显示器是 12864 液晶显示模块 其体积小 功 耗低 显示内容丰富 不仅能显示数字 字符 对于带有中文字库的显示器还能显 示汉字 对设计的质量及直观性有很大的提高 图 2 6 液晶显示模块 2 2 2 主要技术参数主要技术参数 表 2 3 显示器主要技术参数 显示容量128X64 点阵 工作电压4 8 5 2V 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 工作电流4 0mA 5 0V 背光源工作电流 150 0mA 点尺寸0 48X0 48 WXH mm 模块最佳工作电压5 0V 背光源颜色白色 5 0V 蓝膜负显STN 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 2 2 3 模块引脚说明模块引脚说明 图 2 7 液晶模块引脚说明 2 2 4 12864 与与 msp430 单片机的接口电路单片机的接口电路 如下图所示 该接口电路用的是单片机的 P4 口作为数据口 由于采用的是并行数 据模式所以 15 脚 psb 接高电平 数据 命令选择端口接的是 P3 0 读 写控制信 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 号用的是单片机的 P3 2 使能信号接的是单片机的 P3 1 口 图 2 8 接口电路 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 第第 3 章章 系统方案设计系统方案设计 3 1 主要部分介绍主要部分介绍 数字电压表设计的主要部分有电源部分 单片机 AD 转换部分 LCD 显示部 分 1 电源部分是采用 7805 与 AMS117 产生 3 3v 电压为整个系统供电 2 AD 转换部分采用的是 MSP430F149 单片机自带 ADC 高精度 12 位模数转换 电路 3 LCD 部分选用 LCM12864B 液晶做显示器 实现在液晶屏上的 4 位电压显示 3 2 电源设计方案电源设计方案 方案一 该方案选择交流电源供电的方式 将 220 伏的市电经过一个变压器转 换成直低电压的交流电压 然后再通过直流稳压电路为 7805 提供电源 方案二 该方案采用干电池 蓄电池 供电 干电池 蓄电池 中 干电池采 用串联的方式提升电压 如果是蓄电池我们可以选取 12V 左右的直接经 7805 为系 统供电 方案选取 方案选取 在两种方案中 很明显如果采用第一方案的话就会存在很大的安全隐患 另外 我们还要单独购买变压器 还要制作直流稳压电路 所以成本会大大提高 如果采 用方案二的话 我们就可以很好的避开上述缺点 并且其还方便携带 即插即用 综上所述考我们虑选择干电池 蓄电池 作为此次设计的供电方式 3 3 显示模块方案显示模块方案 方案一 该方案采用数码管作为显示装置对测量电压值进行动态显示 方案二 该方案采用 12864 液晶显示器作为显示模块 方案选取分析 方案选取分析 方案一中采用数码管动态显示 数码管由于其显示亮度高 清晰而广泛使 用在各种家用电器 自动化仪器仪表中 但是由于它是通过驱动发光二极管来发光 并且是采用段的方式来显示 所以虽然其显示亮度高但是其功耗也大 并且显示内 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 容并不丰富 还有普通的段式发光二极管并不能完成对汉字的显示 所以显示结果 比较单一 并不能附以相应的汉字说明 同时段式数码管需要较大的驱动电流 并 不能直接采用 430 的端口直接驱动 如果采用 430 系列单片机作为主控芯片还必须 加上相应的驱动电路 这样就使电路的复杂性增加以及可靠性下降 方案二中液晶显示器由于体积小 功耗低 显示内容丰富 不仅能显示数字 字符 还能对中文进行 使显示的质量及直观性有很大程度提高 综上所述我们选择液晶显示器作为电路的显示模块 3 4 系统总体结构图系统总体结构图 系统总体结构图 如下图所示 图 3 1 系统总体结构图 3 5 单片机最小系统单片机最小系统 3 5 1 电源电路电源电路 如下图 电源部分主要由外部提供 6V 电压 经过 7805 转换成 5V 电压 此 5V 晶振电路 12864 液晶显示 器 电源部分 测量电压输入端 程序下载端口 M430F149 单片机 复位电路 分压电路 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 电压可提供给 12864 液晶显示器作为输入电压 接着电路经过 AMS117 产生 3 3V 电压 再通过 C4 和 C5 两个去耦电容 最终把电压提供给 msp430 单片机 图 3 2 电源电路 3 5 2 晶振电路晶振电路 如下图所示 该晶振电路由两个晶振构成 一个 32 768K 低频晶振与单片机的 XT1 引脚相连 另外由一个 8M 高频晶振和两个 12P 电容构成与单片机的 XT2 引 脚相连 图 3 3 晶振电路 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 3 5 3 复位电路复位电路 如下图所示 该复位电路由一个 100K 电阻和一个复位按键加上一个 0 1U 的 电容组成最总接至单片机的复位引脚 图 3 4 复位电路 3 5 4 衰减电路衰减电路 由于设计中包含 15V 档 但因单片机的参考电压 最大 3 3V 和单片机的最大 承受电压的原因 致使在测量 15V 档位时必须外接衰减电路 衰减电路采用的是两个电阻分压的模式 上面一个大电阻 下面一个固定小电阻 单片机模拟电压输入端接至两个电阻中间 这样就完成了输入电压衰减 3 6 系统硬件结构图系统硬件结构图 该硬件电路图主要有单片机最小系统再加上液晶显示模块 其中电源部分有 5V 与 3 3V 接口供其他电路使用 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 图 3 5 系统硬件结构图 3 7 系统软件设计系统软件设计 3 7 1 软件设计总流程软件设计总流程图图 3 7 1 1 系统初始化系统初始化 系统初始化主要包括使能 ADC 通道设 P6 0 为外部模拟电压输入通道 再设置 P4 0 为与 12864 液晶显示器的数据通信端口接着是选择电压量程 最后是 ADC 初始化 和液晶显示器初始化 如图3 7 所示 3 7 1 2 ADC 初始化初始化 图 3 6 主程序流程图 系统初始化 开启 ADC 转换 开始 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 ADC 初始化主要包括使能转换和打开 ADC 然后设置采样时间和使能 ADC 中 断以及选择采样通道和转换模式等 如图 3 8 所示 结束 系统初始化开始 关闭看门狗 图 3 7 系统初始化流程图 使能 ADC 通道 设 P6 0 作电压输入通道 设 P4 0 为输出通道 选择电压量程 ADC 初始化 液晶屏初始化 结束 ADC 初始化开始 ADC12CTL0 ENC 图 3 8 ADC 初始化流程 图 ADC12CTL0 ADC12ON ADC10CTL0 SREF 8 ADC12IE 0 x01 ADC10CTL1 INCH 0 CONSEQ 0 EINT 3 7 2 软件调试软件调试 基于 MSP430F149 的数字电压表是在 IAREW430 设计软件上完成编程 调试以 及烧写的 另外 本设计在用的程序下载软件除 IAR 以外还用到了 BSL 下载软件 本软件需要的是从 IAR 编译产生的一个 TXT 文档 再把此文档用 BSL 下载进单片 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 机 图 3 9 BSL 下载器截面 注 只需要点击载入文件 在 IAR 中生成的 TXT 文档 再点击执行就可以 将程序烧写进单片机 运用上面的两个开发软件就能够完成对 MSP430 单片机的编程 调试以及烧写 由于自己制作的单片机最小系统不含 JTAG 下载口 所以对单片机的程序烧写用上 面的方法就很方便 毕竟 USB 仿真器价格很贵 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 第第 4 章章 电路调试电路调试 4 1 调试方法调试方法 本设计中用到的调试工具主要是是万用表和一字螺丝刀各一个 万用表测量的 数据作为参考电压 一字螺丝刀用于对分压电路比进行校正 使得测量的准确性得 以提高 4 2 调试结果及分析调试结果及分析 3V 档位 档位 表 4 1 3V 档位测试结果 12345 参考值 V 1 201 531 602 203 00 测得值 V 1 191 541 592 192 99 15V 档位 档位 表 4 2 15V 档位测试结果 12345 参考值 V 5 206 587 8012 2014 88 测得值 V 5 186 547 7815 1614 80 结果分析结果分析 由上面的数据可以得出结论 此次电压表的设计符合各项要求 但是其中还存 在少数误差 主要原因包括 万用表自身存在的误差 还有模拟电压输入电路存在 少量分压的情况 以及电阻阻值的测量准确度 另外还有电路板制作方面的问题等 原因 但总的来说 此次设计还是比较成功 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 结论结论 在本次设计的最初阶段由于对 MSP430 单片机不够了解 所以在开始阶段遇到 了很大的障碍 经过一段时间的学习对单片机有了一定的了解 加上自己参考了大 量的文献 使本次设计的大致思路基本完成 在硬件方面 采用的是 MSP430 单片 机最小系统与 12864 液晶显示器 单片机最小系统电路板是自己到实验室刻制的 在排线布局方面尽量达到最优 以增加设计的可靠性 另外 在软件设计方面也尽 量使整个系统达到最优 让显示器上的显示最简 最直观 最准确 在系统调试方 面 自己对各个参数作了准确的测量 让 15V 档位能够最小误差的显示 总的来 说还是达到了自己的预期的效果 自己从中也学到了不少东西 得到了不少锻炼 此设计可以增大外围衰减电路的衰减的比例来达到电压表的量程增加 另外我 们还可以增加附加电路来测量交流电 还可以增加温度传感器 达到测量温度的目 的 总之 MSP430 单片机功能很强大 我们可以利用它为我们做很多事情 来为 我们的生活增添许多乐趣 这就需要同学们努力钻研了 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 参考文献参考文献 1 童诗白 华成英 模拟电子技术基础 第 4 版 M 高等教育出版社 2006 2 MSP430G2553 用户手册中文 3 LCD12864 液晶的使用 4 谭浩强 C 语言程序设计 M 清华大学出版社 2001 5 张鑫 单片机原理及应用 北京电子工业出版社 M 2008 6 胡大可 MSP430 系列单片机 C 语言程序设计与开发 M 北京航天航空大学 出版社 2003 7 沈建华 杨艳琴 翟晓曙 MSP430 系列超低功耗 16 位单片机原理与应用 M 清华大学出版社 2003 8 沈建华 MSP430 系列 16 位超低功耗单片机原理与实践 M 北京航天航空大 学出版社 2008 9 张伟 梁华为 杨新钢 杨先军 工业仪表与自动化装置 J 1971 11 林占江 电子测量技术 M 电子工业出版社 2009 12 何立民 单片机高级教程 M 北京航天航空大学出版社 2007 13 李信 16 位微型计算机原理与接口 M 南开大学出版社 1999 14 王景景 单片机原理及应用 M 机械工业出版社 2008 15 陈步月 基于单片机的测试技术原理与应用 M 机械工业出版社 2007 16 康华光 邹寿彬 电子技术基础 M 高等教育出版社 2008 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 致谢致谢 经过一段时间的不懈努力 这次毕业设计也即将做完 由于是第一次做这样的 设计 加上知识及经验的匮乏 所以开始时遇到了很多困难 开始拿到这个设计的 时候甚至不知道从哪里下手 幸好有李老师的不断鼓励和支持 此次毕业设计才最 终完成 所以在这里请老师接受我的真诚感谢 在此次本次毕业设计过程中 李老师时时刻刻都与我们保持联系 并且还时时 关心我们设计完成的情况 而且也给我提供了相关资料 使我对课程的多方面的知 识有了深刻的了解 在此请李老师接受对你的感激之情 另外 还要感谢和我在一起做设计同学 你们为我发费了不少精力 为我讲解 设计里面相关的要点 如果没有你们的帮助 可能此次毕业设计能不能完成还是一 个问题 在此非常的感激你们 最后 感谢母校为我们的学习和成长提供的优越条件 是你让我们的青春焕发 激情 充满色彩 是你让我们成为了一名合格的大学生 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 附录附录 1 程序代码 程序代码 程序功能 MCU 的片内 ADC 对 P6 0 端口的电压进行转换 将模拟电压值显示在 12864 液晶上 INCLUDE INCLUDE BOARDCONFIG H INCLUDE CRY12864 H DEFINE NUM OF RESULTS 32 UCHAR SHUZI 0123456789 CONST UCHAR HANG1 当前电压是 STATIC UINT RESULTS NUM OF RESULTS 保存 ADC 转换结果的数组 IS NOT USED FOR ANYTHING VOID TRANS VAL UINT HEX VAL 主函数 VOID MAIN VOID WDTCTL WDTPW WDTHOLD 关闭看门狗 INI LCD 初始化液晶 DISP HZ 0X90 HANG1 6 P6SEL 0X01 使能 ADC 通道 ADC12CTL0 ADC12ON SHT0 8 MSC 打开 ADC 设置采样时 间 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 ADC12CTL1 SHP CONSEQ 2 使用采样定时器 ADC12IE 0X01 使能 ADC 中断 ADC12CTL0 ENC 使能转换 ADC12CTL0 ADC12SC 开始转换 EINT LPM0 函数名称 ADC12ISR 功 能 ADC 中断服务函数 在这里用多次平均的 计算 P6 0 口的模拟电压数值 参 数 无 返回值 无 PRAGMA VECTOR ADC VECTOR INTERRUPT VOID ADC12ISR VOID STATIC UINT INDEX 0 RESULTS INDEX ADC12MEM0 MOVE RESULTS IF INDEX NUM OF RESULTS UCHAR I UNSIGNED LONG SUM 0 INDEX 0 FOR I 0 I 5 除以 32 TRANS VAL SUM 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 函数名称 TRANS VAL 功 能 将 16 进制 ADC 转换数据变换成三位 10 进制 真实的模拟电压数据 并在液晶上显示 参 数 HEX VAL 16 进制数据 N 变换时的分母等于 2 的 N 次方 返回值 无 VOID TRANS VAL UINT HEX VAL UNSIGNED LONG CALTMP UINT CURR VOLT UCHAR T1 UCHAR PTR 4 CALTMP HEX VAL CALTMP CALTMP 5 HEX VAL CALTMP HEX VAL 33 CALTMP CALTMP 3 CALTMP 12 CURR VOLT CALTMP 2 N PTR 0 CURR VOLT 100 HEX DEC 变换 T1 CURR VOLT PTR 0 100 PTR 2 T1 10 PTR 3 T1 PTR 2 10 PTR 1 10 SHUZI 表中第 10 位对应符 号 WRITE CMD 0X89 WRITE DATA 0 WRITE CMD 0X8A WRITE DATA SHUZI PTR 0 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 WRITE CMD 0X8B WRITE DATA SHUZI PTR 1 WRITE CMD 0X8C WRITE DATA SHUZI PTR 2 WRITE CMD 0X8D WRITE DATA SHUZI PTR 3 WRITE CMD 0X8E WRITE DATA V 12