数字电压表,基于MSP430单片机的简易数字电压表论文

基于MSP430单片机的简易数字电压表论文

学院：电气自动化与电子信息工程学院

班级： 

指导老师： 

小组人员：

摘   要

　  单片计算机即单片微型计算机。（Single-Chip Microcomputer）,是集CPU ,RAM ,ROM 定时，计数和多种接口于一体的微控制器。它体积小，成本低，功能强，广泛应用于智能产业和工业自动化上。近年来随着计算机在社会领域的渗透, 单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。而16位MSP430系列单片机正成为单片机的主流。这次课程设计通过对它的学习，应用，从而达到学习、设计、开发软、硬的能力。

简易电压表是利用模拟量转换成数字量经MSP430内部自带的12位数模转换器采样处理后，经过计算反映在显示器上，它可以分析0-2.5V的电压。

一、设计要求：

1、输入范围：：0~+2.5V；

2、精度：高于0.2%；

3、通道数：1路

4、采样频率：100HZ

5、显示器：1602LCD液晶显示器。

二、核心芯片介绍：

1、MSP430F247

     它是一种超低功耗、具有强大的处理能力，单周期指令周期、并且带硬件乘法起、具有温度适应范围广，抗干扰能力强，小巧灵活，性价比高的芯片。

     下面是MSP430F247芯片所有的硬件资源：

       基本时钟系统（片内DCO、16MHZ或32KHZ可选）；

       Timer_A3（带3个比较/捕获寄存器和PWM输出的16位定时器）；

       在线比较器/斜边A/D转换；

       看门狗定时器/通用定时器；

       4个I/O端口，其中1、2端口有中断功能；

       USI、USCI；

       16位A/D转换器；

       1~32Kbde Flash存储容量；

       程序代码保护；

       2个配置放大器。

     2、LCD1602

       现在字符型液晶模块已经是单片机应用中最常见的显示器件了，它具有体积小、功耗低、显示内容丰富等特点。

       1602型LCD可以显示2行16个字符，有8位数据总线D0~D7和RS、R/W、EN三个控制端口，工作电压为5V，并且具有字符对比度调节和背光灯功能。

三、方案设计：

利用MSP430F247内部的12位ADC模数转换器，对被测量的模拟电压进行单通道单次采样，然后编写对应的采样、量化程序使单片机能够输出数字电压，然后通过对LCD1602进行初始化等一系列的设置在屏幕是显示单片机输出的电压值。

四、硬件设计：

1、JTAG下载盒的制作：

2、5V电源的制作：

3、MSP430F247开发板的制作：

五、软件设计

1、流程图

2、程序清单

  #include "msp430.h"

/******************宏定义**************************/

#define  DataDir   P4DIR

#define  DataPort  P4OUT

#define  CtrlDir   P3DIR

#define  CLR_RS    P3OUT &=~BIT0;

#define  SET_RS    P3OUT |=BIT0;

#define  CLR_RW    P3OUT &=~BIT1;

#define  SET_RW    P3OUT |=BIT1;

#define  CLR_EN    P3OUT &=~BIT2;

#define  SET_EN    P3OUT |=BIT2;

#define uint unsigned int

#define uchar unsigned char

static uchar adc_flag=0;

uint AD_TEMP;

unsigned char *str1="Voltage is";

unsigned char str2[15];

 int vlt;

/*******************延时5ms**************************/

Delay5ms()

{

  unsigned int i;

for(i=0;i<400;i++);

}

/****************** 写指令**************************/

void wr_com(unsigned char com)

{  Delay5ms();

   CtrlDir=0X07;

   CLR_RS;

   CLR_RW;

   CLR_EN;

   DataDir=0XFF;

   DataPort=com;

   Delay5ms();

   SET_EN;

   Delay5ms();

   CLR_EN;

}

/*******************写数据**************************/

void wr_dat(unsigned char dat)

{  Delay5ms();

   CtrlDir=0X07;

   SET_RS;

   CLR_RW;

   CLR_EN;

   DataDir=0xFF;

   DataPort=dat;

   Delay5ms();

   SET_EN;

   Delay5ms();

   CLR_EN

}

/*****************初始化**************************/

  void lcd_in(void)

 { wr_com(0x38);

   wr_com(0x08);

   wr_com(0x01);

   wr_com(0x06);

   wr_com(0x0c);

     }

void display(unsigned char *p)//显示//

  {

     while(*p!='\\0')

     {     wr_dat(*p);

         p++;

        Delay5ms();

       }

  }

void int_adc()

{

  P6SEL|=0x01;

  ADC12CTL0|=ADC12ON+SHT0_2+REF2_5V+REFON;

  ADC12CTL1|=ADC12SSEL1+ADC12SSEL1;

  ADC12MCTL0=0X10;

  ADC12IE|=0X01;

  ADC12CTL0|=ENC;

 }

#pragma vector=ADC12_VECTOR

__interrupt void ADC12ISR(void)

{

  while((ADC12CTL1&0X01)==1);

  adc_flag=1;

  AD_TEMP=ADC12MEM0;

}

void  main()

{

  WDTCTL=WDTPW+WDTHOLD;

   lcd_in();

  int_adc();

   _EINT();

   wr_com(0x80);

  Delay5ms();

  display(str1);

  wr_com(0xc0);

  Delay5ms();

  str2[0]=ADC12MEM0/1638+'0';

  wr_dat(str2[0]);

  Delay5ms();

  str2[1]='.';

  wr_dat(str2[1]);

  Delay5ms();

  str2[2]=ADC12MEM0*10/1638%10+'0';

  wr_dat(str2[2]);

  adc_flag=1;

  while(1)

  {

   while(adc_flag==1)

   {

    ADC12CTL0|=ADC12SC;

    ADC12CTL0&=~ADC12SC;

    adc_flag=0;

   }

  }

}

六、总结

   经过两个星期的课程设计，除了巩固了我们所学的知识外，还使我们对16位单片机的内部构成有了更全面的认识和更深入的了解。在自作单片机开发板和电源的的过程中，不仅提高了我们小组成员每个人的动手能力，还让我们养成了遇到问题不要气馁，要勤于思考、勤于查资料的好习惯。更重要的是在这次课程设计中，锻炼了我们整个团队的协作能力，提高了我们的凝聚力。因此我们觉得在这次的课程设计中受益匪浅。

七、参考文献

[1] 杨素行.模拟电子技术基础简明教程(第三版).北京：高等教育出版社，2006.

[2] 谢兴红.MSP430单片机基础与实践.北京：北京航空航天出版社，2008.

[3] 魏小龙.MSP430系列单片机接口技术及系统设计实例.北京：北京航空航天出版社，2002.

[4] 谢自美.电子线路设计实验测试（第三版）.武汉：华中科技大学出版社，2006.