南邮_MSP430单片机自动滚动广告牌设计

1、涛U蹴啜Z总通信与信息工程学院20 /20 学年第学期课程设计报告模块名称 MSP430单片机应用专业学生班级学生学号学生姓名指导教师设计题目自动滚动广告牌的设计任务要求事先存储多用字符串5组用LCD显示器定时滚动显示；每串应在停留 3秒,再滚动输出 下T.按键限制播放效果播放、暂停、停止、下一个、个、滚 动加速、滚动减速.增加子符串运动方式：左移输出 右移输出 由上问卜 由下向上 闪动 左右同时移入淡入由暗变凫 淡出由亮变喑 其它发挥局部：自动编成实现顺序、循环、随机播放功能,调换内容顺 序等.设备及软件硬件：微机一台Windows 8MSP430 单片机实验板用口线一根软件：单片机程序编译

2、软件：CCS一设计任务及要求 11.1 目的与任务11.2 报告要求11.3 任务要求1二相关原理简介12.1 CCS6.0软件介绍12.2 MSP430F6638硬件介绍22.3 应用模块介绍22.3.1 TFT LCD液晶显示模块 22.3.2 矩阵键盘模块2三设计方案与实现33.1 设计分析与方案33.2 具体功能实现63.3 拓展显示10四调试过程及结果分析104.1 问题一：烧入代码后显示屏不 114.2 问题二：软件编程问题 11五 体会与建议1213参考文献MSP430单片机应用课程设计报告一、设计任务及要求1.1 目的与任务目的：了解MSP43印片机的的特点,学会应用相关的开发

3、软件,把理论学 习的知识应用于实际,解决实际的工程问题,培养学生的科研动手水平.任务：通过实验加深对理论课的理解, 掌握理论应用于实际的方法； 学习撰 写标准的设计文档；提交实验报告.1.2 报告要求(1)验收后提交设计报告,电子档及纸质设计报告各一份.课程设计报告内容包括：班级、学号、姓名、实验时间；所选课题名称；对 选课题的理解：课题内容、目的、任务；设计描述：设计方案、设计要点及 关键代码；调试过程：遇到的问题及解决方法、课题结果分析、难点和特色； 体会和建议；参考文献.1.3 任务要求(1)根本要求：a.事先存储多用字符串(5组)b.用LCD显示器定时滚动显示；每串应在停留 3秒,再滚

4、动输出下一审.c. 按键限制播放效果(播放、暂停、停止、下一个、上一个、滚动加速、 滚动减速).d. 增加字符用运动方式：左移输出、右移输出、由上向下、由下向上、闪 动、左右同时移入、淡入淡出等(2)发挥局部：自动编成实现顺序、循环、随机播放功能,调换内容顺序等.二、相关原理简介2.1 CCS6.0软件介绍CCS1一种针对TMS320C列DSP的集成开发环境,在Windows操作系统下, 采用图形接口界面,提供有环境配置、源文件编辑、程序调试、跟踪和分析等工 具.CCSt两种工作模式,即软件仿真器模式：可以脱离DSP芯片,在PC机上模拟DSP的指令集和工作机制,主要用于前期算法实现和调试.硬件

5、在线编程模 式：可以实时运行在DSP®片上,与硬件开发板相结合在线编程和调试应用程序.CCS勺功能十分强大,它集成了代码的编辑、编译、链接和调试等诸多功能, ;.而且支持C/C+饼口汇编的混合编程.本课题中,CCS6.0被用来设计供MSP430F6638 使用的满足题设要求的相关程序o2.2 MSP430F6638硬件介绍MSP430F663她微限制器系列产品,配置有一个高性能 12位模数 (A/D ) 转换器,比拟器,2个通用串行通信接口(USCD , USB2.0,硬件乘法器,DMA4个16位定时器,具有报警功能的实时时钟模块,LCE区动器和多达74 I/O引脚.这款设备的典型应

6、用包括模拟和数字传感器系统,数字电机限制,遥控, 恒温器,数字时钟,手持仪表等.在了解 MSP430F663的功能设备之后,我们才 能清楚思路,巧妙运用老师提供的 demo完成我们最终的设计课题.2.3 应用模块介绍我们小组的自动滚动广告牌的设计实验,主要运用的是TFTLCD液晶显示模块以及矩阵键盘.2.3.1 TFT LCD液晶显示模块本次编写的程序所用的主要模块为 LCD模块.硬件电路设计如下所示.其中 U21 (TPS75105DSK & LCD屏背光限制芯片,由LCD_BL_EN弓|脚限制使能端.CN1 LCD SPI Connector2.2-LCD-SPI-128*160D

7、VCC 3.3VTDVCC_3.3V1_LCD_RST LCD_CSCLK_B SPI_MISO_B SPI_MOSI_BLCD_BL_ENR95100KR8947KR9047KC841uF22u921105LCD_BL_ENR9636K %-nEL +nELsc Dp 1KC5 AnsOA TEtR3r 2cn 1CN ccv DNGR13610KDNP1TPS75105DSKR47RVIND1AENAD2AENBISET 1 D1BGND D2BDNP图1 MSP430F6638LC欧件设计电路2.3.2 矩阵键盘模块在我们设计的内容中,可以完全利用矩阵键盘的16个按键来限制广告的呈现方式

8、.矩阵键盘隶属于 TM1638电路,TM1638是带键盘扫描接口的LED 发光 二极管显示器驱动限制专用电路,内部集成有MC吸字接口、数据锁存器、LED高压驱动、键盘扫描等电路.其对于矩阵键盘的读取如图2所示.其中A-F分别对应KS1-KS6 一旦有按键按下,TM163N相关的存放器的值 就会改变按键按下时相应字节由 0变1.三、设计方案与实现3.1 设计分析与方案根据实验要求,为了实现按键限制播放显示,我们将 TFTLCD显示屏的不同 播放效果与不同的按键结合起来.这就要求播放效果与按键之间是对应的.基于此,为了更好地设计出更优的播放效果,我们先对于实验中要求实现的 TFT LCD显示屏的功

9、能进行了分析.3.1.1 分析所需实现功能通过仔细阅读题目的相关要求,我们基于实现的现象之间的不同对实现功能 主要分成了三个局部：1 .根本运行功能：即完成程序的根底实现功能,包括：播放,暂停,退出 的功能.2 .播放顺序功能：对于字符串的播放,我们采用可以从不同方向进行的播 放效果展示.包括：右移输出播放,左移输出播放,从上向下播放,从 下向上播放,左右同时移入.3 .播放效果功能： 在上述两种功能的根底上,我们还从改变播放的速度, 播放的内容,播放的色彩等方面进行了效果的优化实现.其中包括：加 速播放,减速播放,播放上一个字符串,播放下一个字符串,闪动等效 果.其功能模块分类图如图3所示.

10、图3功能模块分类图我们对于功能之间的关系进行了进一步的分析.我们可以发现,虽然每个模块之间的实现功能大体都是相对独立的,但是不同模块之间的功能却是交互影响 的.在此,我们先对功能之间的交互影响现象进行进一步的说明.举个例子：在实验中,我们设置了初始的播放效果为右移输出播放,在这里我们按键“下一个 字符串播放,那么显示右移播放该字符串.但如果在此之前我们点击了 “从上向 下播放按键,那么在显示下一字符串时,该字符串播放顺序遵从从上向下播放.由此,我们可以看出,各个功能模块根本自身相互独立播放效果模块除外, 模块之间表现为明显的交互影响.3.1.2 建立设计方案我们先确定通过对于实现功能的分析,我

11、们可以初步建立相应的设计方案 了实现流程图,具体流程如图4所示.品市州始界面Y?斯按诞A其他梗健执行中音1亭一皓"西归"执行相美 功能杏/共华接处歧麻i停止,继续执行 相关功能噌占来显示图4程序流程图之后,根据流程图和实验内容要求,我们对于不同按键进行功能划分,具体 安排如图5所示.23617O结JtaAD上砌I图5按键功能安排ci "IF向3.2具体功能实现在翻开单片机时,我们先制作了开机显示页面,显示了我们的实验题目,学 号和功能.LCD显示屏上的显示如图6.ABTOIATIC SCRDLLIK1 BILLBOARDDesi gner: Bl3060209 B

12、L3070605 44*+2,4*曰* * 1： PLAY 0: END 5： PASI STRING 7: SLOW DOWN 9 二 COMTINUE B: RIGHT D： DOWN F： TWO-SIDES2：4:6:8：A:C:E：CIRCLENEXT STRISSSPEED IIP PAUSE LEFT UP FLICKER图6 LCD屏幕显示初始界面根据功能模块的划分,我们对于具体的实现分局部进行介绍.3.2.1 根本运行功能这一局部主要包括播放,暂停和停止三个功能.由于暂停与停止两者的实现 原理根本相同,我将选择性的对播放和停止功能进行具体描述.1 .播放功能我们通过调用voi

13、d ShowString() 和void LCD_TFT_Clear()函数并结合 循环进行实现.局部代码如下所示：for (i=0;i<12-k*2;i+)LCD_TFT_SetWindow(0,0, 135,360);LCD_TFT_Clear(WHITE);LCD_TFT_ShowString(120,(30+k*10)*i,tj,FONT1608,BLACK,WHITE);实验中,我们对于播放模块结合了 switch函数进行了具体选择划分,从而 在之后的功能实现中屡次调用自定义的 bofang(k,v,h) 函数,实现模块之间的 交互影响.具体内容会在之后的功能实现中阐述清楚,

14、在此,我们暂不进行细致 的介绍了.2 .停止功能在实验中,我们将键0定义为停止键.我们结合了 Read_key()的函数功能,在播放进行中,定时检查有无按键反响.当系统发现读键时显示为0,那么跳出循环,显示结束.在这里,我们的停止键仅为当前内容停止,可选择按任意 键继续其他显示.局部代码如下：if (key=0)(LCD_TFT_Clear(WHITE);LCD_TFT_SetWindow(0,0, 240,360);LCD_TFT_ShowString(80,20,3*,FONT1608,RED,WHITE);LCD_TFT_ShowString(120,100, "END PLA

15、Y；FONT1608,RED,WHITE);LCD_TFT_ShowString(160,20,n*,FONT1608,RED,WHITE);LCD_TFT_ShowString(220,110, "press any key to continue" ,FONT1608,RED,WHITE);break;LCD 显示屏上的显示效果如图 7.图7停止功能界面3 .2.2播放顺序功能在实验中,我们有五种播放顺序：右移输出播放,左移输出播放,从上向 下播放,从下向上播放,左右同时移入.其根本实现的原理大体都是相同的.在 此我将以由下向上播放为例,介绍这局部模块的播放实现.我们在

16、主函数中定义了一个全局变量, 并对于不同的播放顺序,给该变量赋 予不同的值,带入到bofang()函数中.如由下向上播放时,该变量赋值为3.之后,我们采用for循环,对于固定字符串列,改变字符串首部行指针,从而实 现由下向上播放.该局部代码如下：for (i=0;i<14-k*2;i+)LCD_TFT_SetWindow(0,100, 240,360);LCD_TFT_Clear(WHITE);LCD_TFT_ShowString(220-(22+k*11)*i,100,tj,FONT1608,BLACK,WHITE);LCD显示屏上的显示效果如图8-10所示.图8-10由下向上显示组图

17、4 .2.3播放效果功能这一模块中,功能实现最为简单也最为复杂.由于该模块下,虽然每个功能 都为单一的显示操作,但是各个功能的显示原理都完全不相同且各个功能之间存 在交互影响.如：字符串选择和速度改变都是相互影响的.在这里,我将以“下 一个字符串和“减速为代表介绍该模块.1 .下一个字符串：这局部的操作十分简单,只要在函数中选择字符串组的字符串首坐标,就可 以确定当前字符串.然后进行对于tj中的j进行+j.就可以实现上一个字符 用的显示.这一局部关键代码如下列图所示：void next (u16 geshu,u16 vcount,u16 fcount) volatile unsigned in

18、t i = 0;u16 wbuf= geshu % 5;LCD_TFT_Clear(WHITE);LCD_TFT_SetWindow(0,0, 240,360);for (i=0;i<2;i+)LCD_TFT_ShowString(80,20,3*,FONT1608,RED,WHITE);LCD_TFT_ShowString(120,30, "SHOW THE NEXT STRIN,GONT1608,RED,WHITE);LCD_TFT_ShowString(160,20,u*,FONT1608,RED,WHITE);bofang(wbuf,vcount,fcount);LCD

19、显示屏上的显示效果如图11-13所示【上一张】【下一张】图11-13显示下一个字符串组图2 .减速：这一局部的主要内容就是给函数添加一个速度参数 v,并进行赋值,从而改 变播放速度.值得注意的是,由于v的选择范围有限,所以当v的值不在选择范 围内,要进行数据处理.这一局部关键代码如下：for (j=0;j<5;j+)for (i=0;i<10-k*2;i+)LCD_TFT_Clear(WHITE);LCD_TFT_ShowString(220,160, "press key 0 tostop" ,FONT1608,RED,WHITE);LCD_TFT_DrawR

20、ectangle(218,238,235,250,RED);LCD_TFT_ShowString(120,220-(24+k*10)*i,tj,FONT1608,BLACK,WHITE); 由于速度显示不易于在报告中表现出,在此就不显示效果图了.3 .3拓展显示在实验中,我们还增添了拓展功能,循环播放.这一局部中,我们将预先存 入的字符串进行循环顺序播放,在该组播放结束时,再次从头开始播放,从而达 到了循环的效果.这一局部的函数内容与之前的播放函数内容大体相似,只是在循环外增添了 while函数.main函数中相关函数如下：case 1:Sequence(k,v,h); break;关键代码如

21、下：1.1 e 1:while (1)for (j=0;j<5;j+);.for (i=0;i<10-k*2;i+)LCD_TFT_Clear(WHITE);LCD_TFT_ShowString(220,160,"press key 0 tostop" ,FONT1608,RED,WHITE);LCD_TFT_DrawRectangle(218,238,235,250,RED);LCD_TFT_ShowString(120,(24+k*10)*i,tj,FONT1608,BLACK,WHITE);显示屏显示效果如图14.图14退出循环界面四、调试过程及问题解决在

22、两周在实验过程中,我们小组从硬件接触零根底到最终根本完成代码调 试、实现功能,遇到了很多困难,在请教老师、查询资料、同学讨论之后都得以 解决.下面根据调试过程阐述几个突出的问题解决过程：1.2 问题一：烧入代码后显示屏不亮在实验初期,我们想通过运行小例子一一TFT LCD显示开机画面来熟悉软硬 件环境.在烧入代码后显示屏毫无反响. 开始我们疑心软件操作失误,之后重复 屡次试验板子仍然没有反响.于是我们开始进行MSP430F6638I件烧写,验证板 子的好坏.准备好烧写文件后,用USBJI将实验板USB28 口与PC连接,并翻开实验板 电源,运行烧写文件,等待出现下列图信息即烧写完成.并且实验板

23、上出现如图15所示.图15固件烧写后实验板画面立即重启之后实验板有显示,可能固件烧写升级,或者由于系统以及软件的 不适应.1.3 问题二：软件编程问题CCS6.0的软件编程虽然是使用 C语言,但也存在很多语法上的不同,出现 的error也千奇百怪.比方定义在for循环语句for (j=0;j<5;j+)条件中,不能直接定义j,写成for (int j=0;j<5;j+),而是需要在开始就完全定义volatile unsigned int j = 0 .这一点,使用IAR的同学并没有遇到,我们是 在学习demo的过程中学到了一些与C语言不同的定义方法.比方事先定义好typedefui

24、nt32_tu32;/unsigned longtypedefuint16_tu16;/unsigned inttypedefuint8_tu8;/unsigned char接下来就直接用 u32、u16、u8 代表 unsigned long、unsigned int、unsigned char o功能实现的的一大难点是实现暂停再继续.键盘键入8时,滚动的广告牌要在任意位置停止,键入9后再继续.一开始我们想单独写一个暂停的子程序调用, 后来发现可以直接在执行播放的函数中参加key=Read_key()函数.当键盘键入8后,程序进入循环不断key=Read_key(),键入9键就跳出死循环继续

25、执行,键 入其他按键或不按键都将继续死循环,那么屏幕显示的就是当前暂停画面.|key=Read_key(); if (key=8) while (1)LCD_TFT_SetWindow(0,0, 240,360);LCD_TFT_ShowString(220,110, "press key 9 to continue" ,FONT1608,RED,WHITE);key=Read_key();if (key=9)press key 9 toLCD_TFT_ShowString(220,110, continue" ,FONT1608,WHITE,WHITE);break;五、体会与建议我们小组选择的