专题设计陶利超

1、编号： 2013 -2014学年第 二 学期设 计 报 告设计课程名称 基于MSP430G2553的频率计专 业 班 级 自动化1103 学 生 学 号 学 生 姓 名 陶利超 指 导 教 师 刘泓 目录1.绪论12. 课程设计要求13.方案设计14.硬件电路34.1 MSP430G2553单片机34.1.1 MSP430G2553单片机特点34.1.2 MSP430G2553单片机结构34.1.3 MSP430G2553的时钟系统44.1.4 I/O寄存器54.2 LCD1602液晶屏54.3 原理图75.程序设计85.1程序流程图85.2 系统方框图85.3 发送模块的主程序95.4 接收

2、模块的主程序116.设计成果137.结束语148.参考文献151.绪论本次课程设计旨在设计一个基于 MSP430 系列微处理器的LCD1602液晶字符串循环移动。单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。当今时代是一个新技术层出不穷的时代，在电子领域尤其是自动化智能控制领域，传统的分立元件或数字逻辑电路构成的控制系统，正

3、在以前所未见的速度被单片机智能控制系统所代替。单片机的使用随处可见，而人们的生活也越来越离不开单片机。液晶是相态的一种，因为其特殊的物理、化学、光学特性，20世纪中叶开始被广泛应用在轻薄型的显示技术上液晶显示器也被广泛运用，也发挥着越来越大的作用。尽年来，液晶显示技术飞速发展，运用更加广泛。本课程设计通过MSP430G2553单片机控制LCD1602液晶显示器实现频率的显示与检测2. 课程设计要求使用LaunchPad上的板上资源，外接1602液晶，编写程序使得lcd显示频率3.方案设计使用两块LaunchPad上的板上资源，以及两块MSP430G2553单片机，外接两块1602液晶，编写程序

4、使得一块发送显示频率，另一块接收显示频率。在单片机应用系统中，经常要对一个连续的脉冲波频率进行测量，使用单片机测量频率通常是利用它的定时/计数器来完成的，测量的基本方法和原理有以下两种。 测频法：在限定的时间内（如1s）检测脉冲的个数。 测周法：测试限定的脉冲个数之间的时间。这两种方法尽管原理相同，但在实际使用时，需要根据待测频率的范围、系统的时钟周期、计数器长度，以及所要求的测量精度等因素进行全面、具体地考虑，寻找和设计出适合具体要求的测量方法。在具体频率的测量中，需要考虑和注意的因素有以下几点：1) 系统的时钟。首先测量频率的系统时钟本身精度要高，因为不管是限定测量时间，还是测量限定脉冲个

5、数的周期，其基本的时间基准是系统本身时钟产生的。其次是系统时钟的频率值，因为系统时钟频率越高，能够实现频率测量的精度也越高。因此，本设计测频使用的是外部晶体组成的系统振荡电路。2) 所使用的定时/计数器的位数。测量频率要使用定时/计数器，定时/计数器的位数越多，可以产生的限定时间越长，或在限定时间里记录的脉冲个数越多，故也提高了频率测量的精度。因此，本设计采用的是MSP430G2231内部的16位定时/计数器。3) 被测频率的范围。频率测量需要根据被测频率的范围选择测量方式。当被测频率的范围比较低时，最好采用测周期的方法测量频率。而被测频率比较高时，使用测频法比较合适。该频率计最终可以实现对低

6、频信号的精确测量，并把测量值显示出来。4.硬件电路4.1 MSP430G2553单片机4.1.1 MSP430G2553单片机特点 MSP430G2系列是德州仪器近期推出的一款产品，在秉承MSP430超低功耗，高集成度的优点的同时，具有高性价比的特点。该系列被称为ValueLine，旨在以8位单片机的价格实现16位单片机的性能。MSP-EXP430Launchpad是TI推出的又一套用于MSP430和电路实验的开发板。除了学生自主创新实践外，LaunchPad开发板还可以用于本科低年级课程，如嵌入式C语言，电子技术基础，微机原理，单片机等课程的自主实验环节以及课程设计。该套开发板为单片机热爱者

7、提供了一个很好的学习平台。4.1.2 MSP430G2553单片机结构 如图所示是板载一颗MSP430G2553单片机的Launch Pad评估实验开发板：图1 Launch Pad评估实验开发板板上额外资源：(1) 板载 USB 调试与编程仿真器接口，无驱动可安装(2) 支持所有采用 DIP14 和 DIP20 封装 MSP430G2XX 和 MSP430F20 器(3) 红绿两粒 LED，两个按键(4) 配套两款电容触摸板(5) 所有管脚在板子两边引出4.1.3 MSP430G2553的时钟系统 MSP430G2系列单片机的时钟系统需要支持系统低功耗运行的需要。通过对三个内部时钟信号的运用

8、，用户可很容易的选择功耗最低，效率最高的系统时钟方案。在软件的控制下，MSP430G2系列单片机运行时可以不接外接晶振，也可接一只外接电阻或者接一到两只外接晶振，也可以外接频率发生器。基本时钟模块包括二至四个时钟源：LFXT1CLK：外接低频或高频振荡器，如手表晶振，频率发生器，外部时钟源(400kHz至16MHz).XT2CLK：外接高频晶振，范围在400kHz至16MHzDCOCLK：内部时钟震荡VLOCLK：内部低频低功耗晶振，标准频率是12kHz三种时钟信号可被CPU和外设所使用：ACLK：辅助时钟，ACLK可被软件配置成从LFXT1CLK或VLOCLK输入震荡ACLK可以被1，2，4

9、，8分频。ACLK可以被选用作为外围模块的时钟输入。MCLK：主时钟，主时钟可以从LFXT1CLK或VLOCLK，XT2CLK或DCOCLK输入MCLK用在CPU系统之中。SMCLK：辅助主时钟。SMCLK可被选择从LFXT1CLK，VLOCLK，XT2CLK或DCOCLK输入。SMCLK可以被1，2，4，8分频。SMCLK可被选用为外围模块的时钟。4.1.4 I/O寄存器 和大部分单片机类似，MSP430系列单片机也是将8个IO口编为一组。每个IO口有四个控制寄存器，P1和P2还有额外的3个中断寄存器。寄存器情况可参见表表1 I/O寄存器4.2 LCD1602液晶屏LCD1602采用8位并行

10、数据传输，其操作时序如下图所示：LCD1602接口由8位数据线，电源地电源正，液晶显示偏压信号（VL），数据命令选择端（RS），读写选择端（RW）组成。其接口信号说明如下图所示：图2接口信号说明4.3 原理图5.程序设计5.1程序流程图5.2 系统方框图5.3 发送模块的主程序#include #include LCD1602.h#include delay.h#ifndef TIMER0_A1_VECTOR#define TIMER0_A1_VECTOR TIMERA1_VECTOR#define TIMER0_A0_VECTOR TIMERA0_VECTOR#endifchar ASCII

11、10 = 0x30,0x31,0x32,0x33,0x34,0x35,0x36,0x37,0x38,0x39;unsigned inti = 0 , j = 0 , temp = 0 ;unsigned intFRE6 = 40000 , 20000 , 10000 , 5000 , 2500 , 1250 ;unsigned intNUM6 = 303 , 605 , 1211 , 2423 , 4848 , 9693 ;void main() WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; DCOCTL = CALDCO_12MHZ;/时钟设置为12MHz mclk=smclk=dco

12、 BCSCTL1 = CALBC1_12MHZ; BCSCTL2 |=SELM_1 + DIVM_0; /选择DCOLIK 且不分频BCSCTL3 |= LFXT1S_2; P2DIR |= BIT5;P2SEL |= BIT5;TA1CCR0 = NUMi ; TA1CCTL1 = OUTMOD_7;TA1CCTL2 = OUTMOD_7;TA1CCR1 = NUMi / 2 ; TA1CCR2 = NUMi / 2 ; TA1CTL = TASSEL_2 + MC_1; P2DIR &= BIT3 ;/P2OUT |= BIT3 ;P2IE |= 0x08 ;P2IES |= 0x00 ;

13、P2IFG = 0x00 ;_EINT();LCD_init(); LCD_write_string(0,0,The Fre is) ;LCD_write_string(7,1,Hz) ;while(1)temp = FREi ;for( j = 6 ; j 0 ; j - )LCD_write_char(j,1, ASCIItemp%10);temp = temp / 10 ;#pragma vector=PORT2_VECTOR_interrupt void Port_2(void)i + ;if( i = 6 )i = 0 ;TA1CCR0 = NUMi - 1 ; TA1CCTL1 =

14、 OUTMOD_7;TA1CCTL2 = OUTMOD_7;TA1CCR1 = ( NUMi - 1 ) / 2 ; TA1CCR2 = ( NUMi - 1 ) / 2 ; TA1CTL = TASSEL_2 + MC_1; delay_1us( ) ;delay_1us( ) ;delay_1us( ) ;delay_1us( ) ;delay_1us( ) ;delay_1us( ) ;delay_1us( ) ;delay_1us( ) ;delay_1us( ) ;delay_1us( ) ;delay_1us( ) ;delay_1us( ) ;delay_1us( ) ;dela

15、y_1us( ) ;delay_1us( ) ;P2IFG &= BIT3 ;5.4 接收模块的主程序#include #include LCD1602.h#ifndef TIMER0_A1_VECTOR#define TIMER0_A1_VECTOR TIMERA1_VECTOR#define TIMER0_A0_VECTOR TIMERA0_VECTOR#endifchar ASCII10 = 0x30,0x31,0x32,0x33,0x34,0x35,0x36,0x37,0x38,0x39;unsigned int T_count = 0 , N_count = 0 , flag = 0

16、 , temp = 0 ;void main(void) unsigned char i ;WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;P2DIR &= BIT3 ;P2IE |= 0x08 ;P2IES |= 0x00 ;P2IFG = 0x00 ;TACTL = TASSEL1 + TACLR ;CCTL0 = CCIE ;CCR0 = 2184 ;TACTL |= MC_1 ;_EINT();LCD_init(); LCD_write_string(0,0,The Fre is) ;LCD_write_string(7,1,Hz) ;while(1)if( flag = 1 ) f

17、lag = 0 ;temp = N_count ;N_count = 0 ;for( i = 6 ; i 0 ; i - )LCD_write_char(i,1, ASCIItemp%10);temp = temp / 10 ;#pragma vector=PORT2_VECTOR_interrupt void Port_2(void) N_count + ; P2IFG &= BIT3 ;#pragma vector=TIMER0_A0_VECTOR _interrupt void TIMER0_A0 (void)T_count + ;P2OUT = BIT3 ;if( T_count =

18、499 )flag = 1 ;T_count = 0 ;6.设计成果7.结束语通过完成本次课程设计，我学到了许许多多的知识，获得了丰富的经验。在完成课程设计的过程中对MSP430G2553有了初步的了解，掌握了该单片机的一些使用技巧，例如：I/O口寄存器的设置及使用，定时器的使用和中断的使用等等。掌握并能够熟练使用IAR这个编程软件，在该软件上进行编写程序，下载并进行调试，最终完成了本次课程设计。在程序设计、编写程序到调试的过程中，加强了我独立发现问题解决问题的能力，同时使得实践能力得到进一步的提高。在实践中，充分将理论知识用于实践，使自身对知识的理解更进一层，更加能够熟练的掌握并使用理论知识。实践是检验真理的唯一标准，只有通过实践才能体现出理论知识的价值。8