基于MSP430单片机的低功耗数字式直流电压表设计

课程设计论文说明书题目基于MSP430单片机的低功耗数字式直流电压表设计院（系）信息与通信学院专业电子信息工程学生姓名学号指导教师武小年职称副教授2012年12月6日桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸第I页共II页摘要随着电子信息产业智能化的不断发展，单片机微控制器在工作领域等到了广泛的应用。在电子产品实现智能化的同时，人们对绿色环保的要求也越来越高。本设计从功耗的角度出发，采用TI公司的MSP430G2553混合信号微控制器作为系统核心设计的直流电压变，使用OLED液晶显示，结合简单的外围电路实现电压的采集，量程选择，数值显示等功能。经实验证明，该电压表具有设计方法合理，简单易行，功耗低，测量精度高及携带方便等特点，适合很多电压直流电路电压的测量。关键词混合信号微控制器、电压表、低功耗ABSTRACTWITHTHECONTINUOUSDEVELOPMENTOFTHEELECTRONICINFORMATIONINDUSTRYINTELLIGENT,SINGLECHIPMICROCONTROLLERUNTILTHEWIDERANGEOFAPPLICATIONSINTHEAREASOFWORKREALIZEINTELLIGENTELECTRONICPRODUCTSATTHESAMETIME,PEOPLEAREINCREASINGLYHIGHREQUIREMENTSFORGREENTHEDESIGNFROMTHEPERSPECTIVEOFPOWERCONSUMPTION,USINGTITHECOMPANYSMSP430G2553MIXEDSIGNALMICROCONTROLLERASTHECOREOFTHESYSTEMDESIGNVARIABLEDCVOLTAGE,OLEDLCDDISPLAY,COMBINEDWITHSIMPLEPERIPHERALCIRCUITVOLTAGEACQUISITION,RANGESELECTION,NUMERICALDISPLAYTHEEXPERIMENTPROVEDTHATTHEVOLTMETERHASREASONABLEDESIGNMETHODISSIMPLE,LOWPOWERCONSUMPTION,MEASUREMENTOFHIGHPRECISIONANDEASYTOCARRY,SUITABLEFORMANYVOLTAGEDCCIRCUITVOLTAGEMEASUREMENTSKEYWORDSMIXEDSIGNALMICROCONTROLLER,VOLTMETER,LOWPOWERCONSUMPTION桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸第II页共II页目录引言11设计方案111设计要求112数字式直流电压表设计分析12硬件电路设计221主要器件介绍2211MSP430G25532212OLED显示屏322硬件电路原理分析4221整体硬件原理图4222电源电路设计分析4223单片机最小系统设计分析5224OLED显示接口电路分析5225量程选择电路接口分析63程序设计631主函数632系统初始化函数732ADC初始化函数733OLED屏初始化74数据测量841电源稳压电路输出电压842电压检测测试85心得体会9谢辞10参考文献11附录12COMMENTW1保持全文的格式一致，包括行间距，调整下这个行间距桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸第1页共16页引言在电量的测量中，电压、电流和频率是最基本的三个被测量，其中电压量的测量最为经常。而且随着电子技术的发展，更是经常需要测量高精度的电压，所以数字电压表就成为一种必不可少的测量仪器。数字电压表简称DVM，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。由于数字式仪器具有读数准确方便、精度高、误差小、测量速度快等特而得到广泛应用。传统的指针式刻度电压表功能单一，进度低，容易引起视差和视觉疲劳，因而不能满足数字化时代的需要。采用单片机的数字电压表，将连续的模拟量如直流电压转换成不连续的离散的数字形式并加以显示，从而精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便，还可与PC实时通信。数字电压表是诸多数字化仪表的核心与基础。以数字电压表为核心，可以扩展成各种通用数字仪表、专用数字仪表及各种非电量的数字化仪表。目前，由各种单片机和A/D转换器构成的数字电压表作全面深入的了解是很有必要的。最近的几十年来，随着半导体技术、集成电路和微处理器技术的发展，数字电路和数字化测量技术也有了巨大的进步，从而促使了数字电压表的快速发展，并不断出现新的类型。数字电压表从1952年问世以来，经历了不断改进的过程，从最早采用继电器、电子管和形式发展到了现在的全固态化、集成化，另一方面，精度也从0010005。目前，数字电压表的内部核心部件是A/D转换器，转换的精度很大程度上都满足了电压测量精度的要求，而一款功耗低设计精巧的电压表将越来越收人们的青睐，因此，对于设计低功耗，设计精巧的数字式电压表也是电压设计的一个重要研究方向。1设计方案11设计要求设计一个低功耗数字式直流电压表5V直流电源供电电压测量分辨率0IIFG1WHILEIFG1BCSCTL20X00BCSCTL2SELM1BCSCTL2SELSWDTCTLWDT_ADLY_250/看门狗工作在定时器模式，1S中断一次IE1|WDTIE/使能看门狗中断P1DIR|BIT0BIT1BIT2BIT3/相应的位端口设置为输出P1SEL|BIT4/P14为A4通道DELAYMS40LCD_INIT/OLED初始化ADC_INIT/ADC初始化/函数功能ADC初始化入口参数无出口参数无函数说明无/VOIDADC_INITVOIDADC10CTL0/复位转换允许位ADC10CTL0|ADC10ONADC10SHT_0SREF_0ADC10IE/设置转换控制寄存器ADC10CTL0，ADC10ON0X010，使ADC10内核工作/ADC10SHT_000X800U，确定采样周期为4XADC10CLKS/SREF_000X2000U,选择参考电压为VRAVCC,VRAVSS/ADC10IE0X00使对应通道转换后产生中断ADC10CTL1|INCH_4CONSEQ_0/设置AD转换控制寄存器ADC10CTL1,INCH_000X1000U,选择通道A4/CONSEQ_112U,设置工作模式为单通道、单次转换模式ADC10CTL0|ENCADC10SC桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸第15页共16页/设置转换控制寄存器ADC12CTL0，ENC0X002使转换允许位为1/ADC12SC0X001使采样/转换控制位为1_EINT/总中断使能/ADC中断函数/PRAGMAVECTORADC10_VECTOR_INTERRUPTVOIDADC10_INTERRUPTVOIDUINTDATADATAADC10MEM/将AD采样值存入DATAVOLTAGE1UINT333DATA/1023/V实际VRVRDATA/1023VRVOLTAGE是实际电压值的1000倍VOLTAGE2UINT333DATA/102340P1OUT|BIT5DELAYMS400P1OUT/WDT中断函数/PRAGMAVECTORWDT_VECTOR_INTERRUPTVOIDWATCHDOG_TIMERVOIDLONGINTNUM1,NUM2UINTGE1,FEN1,BFEN1,QFEN1UINTSHI2,GE2,FEN2,BFEN2,QFEN2NUM1VOLTAGE1NUM2VOLTAGE2GE1NUM1/100010/个位FEN1NUM1/10010/十分位BFEN1NUM1/1010/百分位QFEN1NUM110/千分位/LCD_P8X16STR60,2,TABLESHI1LCD_P8X16STR68,2,TABLEGE1LCD_P8X16STR84,2,TABLEFEN1LCD_P8X16STR92,2,TABLEBFEN1LCD_P8X16STR100,2,TABLEQFEN1SHI2NUM2/1000010/十位GE2NUM2/100010/个位FEN2NUM2/10010/十分位桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸第16页共16页BFEN2NUM2/1010/百分位QFEN2NUM210/千分位LCD_P8X16STR60,4,TABLESHI2LCD_P8X16STR68,4,TABLEGE2LCD_P8X16STR84,4,TABLEFEN2LCD_P8X16STR92,4,TABLEBFEN2LCD_P8X16STR100,4,TABLEQFEN2VOIDMAINVOIDINTISYSTEM_INITFORI0I8I/显示