21

5  仿真结果 26

5.1  ADC12模数转换 26

5.2  DAC12数模转换 26

5.3  串行通信模块 26

结  论 27

致  谢 28

参考文献 29

附录1  完整程序 30

附录2  硬件实物图 34

1  引言

随着大规模集成技术,计算机科学的迅速发展,以及广泛应用领域的迫切需求,单片机脱颖而出,并逐渐形成微型计算机发展中的一个重要分支。单片机在性能上突出“控制功能”,具有一系列与之配合的特点。单片机技术已经渗透到人类生活的方方面面,在家用电器、通讯产品等日用电子设备中都可以见到单片机,此技术正在积极地影响着人类的生活。TI的MSP430系列单片机具有:低电压、超低功耗,强大的处理能力,系统工作稳定,丰富的片内外设,方便高效的开发环境这些特点,和其他类型单片机相比具有更好的使用效果、更广泛的应用前景,并且其产品线较广,能够解决很多其他类型单片机不能解决的问题。以上这些优点使得MSP430系列单片机在开发应用中占据着越来越重要的地位,在设计中成为了优先考虑的对象[1]。

德州仪器的MSP430超低功耗单片机包括一系列器件,它们针对不同的应用而由各种不同的的模块组成。结构结合5种低耗模式对电池进行优化,使得在便携式测量中能延长电池寿命。该设备具有一个强大的16位的RISC结构, CPU中的16位寄存器和常数发生器有助于达到最高的代码效率。数字控制振荡器(DCO)可以使器件从低功耗模式迅速唤醒,在6us内激活到活跃的工作方式。

本次设计主要以MSP430F1612为核心,采用C语言设计实现数据采集系统,完成0-3V的模拟电压的采集,同时完成数字量到模拟量的转换工作,进行模拟输出控制,同时设计串行通信系统RS232/RS485电路,完成数据的远程控制。论文网

1.1 MSP430的应用与发展

TI公司从1996年推出MSP430系列开始到2000年初,推出了33X、32X、31X等几个系列。MSP430的33X、32X、31X等系列具有LCD驱动模块,对提高系统的集成度较有利。每一系列有ROM型(C)、OTP型(P)和EPROM 型(E)等芯片。EPROM 型的价格昂贵,运行环境温度范围窄,主要用于样机开发。而ROM型适应大批量生产的产品。MSP430的3XX系列,在国内几乎没有使用。 随着FLASH技术的迅速发展,TI公司也将这一技术引入MSP430系列单片机中。2000年推出了F11X/11X1系列,这个系列采用20脚封装,内存容量、片上功能和I/O引脚数比较少,但是价格比较低廉。在2000年7月推出了带ADC或硬件乘法器的F13X/F14X系列。在2001年7月到2002年又相继推出了带LCD控制器的F41X、F43X、F44X。 TI在2003到2004年期间推出了F15X 和F16X系列产品。在这一新的系列中,有了两个方面的发展。一是增加了RAM的容量,如F1611的RAM容量增加到了10KB,这样就可以引入实时操作系统(RTOS)或简单文件系统等。二是从外围模块来说,增加了I2C、DMA、DAC12和SVS等模块。 

    近两年,TI公司针对某些特殊应用领域,利用MSP430的超低功耗特性,推出了一些专用单片机,如专门用于电量计量的MSP430FE42X,用于水表、气表、热表等具有无磁传感模块的MSP430FW42X,以及用于人体医学监护(血糖、血压、脉搏等)的MSP430FG42X单片机。用这些单片机来设计相应的专用产品,不仅具有MSP430的超低功耗特性,还能大大简化系统设计。 MSP430系列单片机不仅可以应用于许多传统的单片机应用领域,如仪器仪表、自动控制以及消费品领域,更适合用于一些电池供电的低功耗产品,如能量表(水表、电表、气表等)、手持式设备、智能传感器等,以及需要较高运算性能的智能仪器设备[2]。

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