基于MSP430简易示波器的设计

基于MSP430简易示波器的设计自动化1107王诗雨2013121硬件设计11单片机选用MSP430G2553单片机，该单片机具有低功耗的特点，内部自带8路10位AD转换器（ADC10），最高主频可达16MHZ，对于一个简易示波器来说这些特点足够我们使用。12程控放大电路程控放大电路的作用是对大信号进行衰减，对小信号进行放大，保证输入到AD转换器的信号幅度在要求的输入电压范围内，以达到最好的测量与观察效果。采用模拟开关CD4051，配合精密电位器实现多挡垂直分辨率。在MSP430单片机中使用寄存器模块设置通道号，通过写入通道号控制模拟开关选通不同的反馈电阻，从而实现不同的放大倍数，对信号进行不同程度的放大（衰减）。电路图如下13简易调理电路由于示波器观察信号大多是正负电压信号，考虑到ADC10一般使用的是单极性参考电压（也可以使用寄存器设置双极性参考电压，这样就不需要调理电路了，但最好加一级缓冲）。为了采样到信号的负电压，就需要给该信号叠加直流量，将负电压部分信号抬高至零电平以上，因此采用信号调理电路。电路图如下14LCD显示电路和按键电路利用LCD的SPI通信模式与MSP430单片机连接，这样可以得到不错的通信速度，并且可以尽可能的减少MSP430引脚的占用，具体电路这里就不给出了。（按照SPI连接）利用简单独立按键实现放大倍数调节，采样频率设置等功能即可。2软件设计21单片机初始化对P2口初始化，打开P2口的中断；将通信方式设置为硬件SPI通信模式（注意SPI通信在上升沿还是在下降沿开始）。WDTCTLWDTPWWDTHOLD/关看门狗P1OUT0X00/P1SETUPFORLEDP1SELBIT1BIT2BIT4P1SEL2BIT1BIT2BIT4P2REN|0X38P2DIR0X07P2OUT0P2IE|0X38/P14INTERRUPTENABLEDP2IFGWILL0UCA0CTL0|UCCKPLUCMSBUCMSTUCSYNCUCCKPH/3PIN,8BITSPIMASTERUCA0CTL1|UCSSEL_2/SMCLKUCA0BR0|0X04/2UCA0BR10/UCA0MCTL0/NOMODULATIONUCA0CTL1/INITIALIZEUSCISTATEMACHINEP1OUT/NOWWITHSPISIGNALSINITIALIZED,P1OUT|BIT5/RESETSLAVEADC10初始化，开启参考源和中断。ADC10CTL0ADC10SHT_0REFONADC10ONADC10IEADC10CTL1INCH_6ADC10AE0|0X40显示初始化，对LCD的界面显示初始化。INITIAL_ILI9340CDELAY_MS300LCD_TEST_SINGLECOLORBLACKLCD_TEST_SINGLECOLORBLACKLCD_TEST_PARTCOLORBLUEFORWH22WH2TEMP1KEY2TEMP2KEY3TEMPCIRADC10MEM/5ADC10CTL025显示刷新程序示波器是一个动态显示过程，因此在过程中可能会引起初始界面被部分覆盖，以此需要定时刷新初始界面。TRIGIFTRIG200FORWH22WH0JVOIDDELAY_USINTVALUE/延时函数_USWHILEVALUEVALUEVOIDDELAY_MSINTVALUE/延时函数_MSWHILEVALUEDELAY_US999VALUEVOIDLCD_WRIT_BUSCHARA/数据写入函数8位C_S0UCA0TXBUFA_DELAY_CYCLES50WHILEIFG2C_S1VOIDLCD_WRITE_CMDCHARCMD/8BITC_D0LCD_WRIT_BUSCMDVOIDLCD_WRITE_COM_DATACHARCOM_DATA/8BITC_D1LCD_WRIT_BUSCOM_DATAVOIDLCD_WRITE_DATAINTA/16位数据,分两次，每次送8位C_D1LCD_WRIT_BUSA8LCD_WRIT_BUSA/设置绘点窗口，X0239,Y0319VOIDADDRESS_SETUNSIGNEDINTX1,UNSIGNEDINTX2,UNSIGNEDINTY1,UNSIGNEDINTY2LCD_WRITE_CMD0X2A/X轴LCD_WRITE_DATAX1LCD_WRITE_DATAX2LCD_WRITE_CMD0X2B/Y轴LCD_WRITE_DATAY1LCD_WRITE_DATAY2LCD_WRITE_CMD0X2CVOIDLCD_TEST_SINGLECOLORINTDISCOLORINTI,JADDRESS_SET0,239,0,319FORI0I2TEMP1KEY2TEMP2KEY3TEMPCIRADC10MEM/5ADC10CTL0SWITCHCHANCASE0ADC10CTL1INCH_6BREAKCASE1ADC10CTL1|ADC10DIV0ADC10DIV1BREAKCASE2ADC10CTL1|ADC10DIV0ADC10DIV2BREAKCASE3ADC10CTL1|ADC10DIV0ADC10DIV1ADC10DIV2BREAKFORCIR0CIR320CIRADDRESS_SET20TEMPCIR,20TEMPCIR,CIR,CIRLCD_WRITE_DATAYELLOWDELAY_MS300FORCIR0CIR320CIRADDRESS_SET20TEMPCIR,20TEMPCIR,CIR,CIRLCD_WRITE_DATAYELLOWDELAY_MS300FORCIR0CIR320CIRADDRESS_SET20TEMPCIR,20TEMPCIR,CIR,CIRLCD_WRITE_DATAYELLOWDELAY_MS300FORCIR0CIR320CIRADDRESS_SET20TEMPCIR,20TEMPCIR,CIR,CIRLCD_WRITE_DATAYELLOWDELAY_MS300FORCIR0CIR320CIRADDRESS_SET20TEMPCIR,20TEMPCIR,CIR,CIRLCD_WRITE_DATABLACKTRIGIFTRIG200FORWH22WH220WH10LCD_DRAW_LINEWH,39,WHITELCD_DRAW_LINEWH,79,WHITELCD_DRAW_LINEWH,119,WHITELCD_DRAW_LINEWH,159,WHITELCD_DRAW_LINEWH,199,WHITELCD_DRAW_LINEWH,239,WHITELCD_DRAW_LINEWH,279,WHITEDELAY_MS300FORCO2CO320CO10LCD_DRAW_COL69,CO,WHITELCD_DRAW_COL119,CO,WHITELCD_DRAW_COL169,CO,WHITEDELAY_MS300/ADC10INTERRUPTSERVICEROUTINEPRAGMAVECTORADC10_VECTOR_INTERRUPTVOIDADC10_ISRVOID_BIC_SR_REGISTER_ON_EXITCPU