基于msp430f169的数据采集系统设计毕业设计(论文)(编辑修改稿)

基于msp430f169的数据采集系统设计毕业设计(论文)(编辑修改稿)内容摘要：

立即上电，系统中电容所存储的电荷来不及释放，此时系统电压不会下降到最低复位电压，因而 MSP430不会产生上电复位，同时 RET/NMI管脚也没有足够的电平使 MSP430复位，这样系统断电后 MSP430F169 D/A 转换 A/D 转换 键盘 显示 电 平 转 换 电 路（ 到 5V） JTAG 仿真器 复位电路 晶 振 （ 32768和 8M） 供电电路 串口 VIII 立即上电， MSP430并没有被复位。 为解决这个问题，可在本系统中增加一个二极管，这样断电后存储在复位电容中的电荷就可以通过二极管释放，从而加速电容放电，二极管的型号可取 IN4008。 （二） MSP430 3V到 5V的接口电路 MSP430的供给电压是 3V， 本系统中有 5V的逻辑器件和数字器件在使用，即本系统中存在不同电源电压逻辑器件的接口问题，具体存在如下三个问题： 第一是加到输入和输出引脚上的最大允许电压的限制问题。 第二是两个电源间电流的互串问题。 第三是必须满足的输入转换门限电平问题。 器件对加到输入脚或输出脚的电压通常是有限制的。 这些引脚有二极管或分离元件接到 Vcc。 如果接入的电压过高 , 电流将会通过二极管或分离元件流向电源。 这些情况将引起数据丢失和元件损坏，另外用 5V的器件来驱动 3V的器件有很多不同情况 ,各种电路间的转换电平也存在不同情况。 驱动器必须满足接收器的输入转换电平 ,并要有足够的容限保证不损坏电路元件。 先罗列一些解决办法： 输入接口： （ 1） 分压电阻输入接口； 将 MSP430和电阻分压来实现； （ 2） 晶体管输入接口； （ 3） 运算放大器输入接口； （ 4） ULN20xxA输入接口； （ 5） 集成电路输入接口； （ 6） 模拟输入接口； 输出接口： （ 1）晶体管输出接口； （ 2）集成电路输出接口； 另外，专用的电平转换器如 SN74LVC4245可以用作双向 I/O接口，它是一个 8Bit宽度的电平转换器，可以将一个完整的 MSP430 I/O端口转换为 5V。 ， （三）键盘电路，显示功能 IX 为了便于人员操作，使仪器系统有良好的人机交互界面，本系统对 MSP430进行了 LCD液晶显示器及 44结构矩阵式键盘扩展设计。 （四） 单片机与 PC机的串口通信设计 本系统 采用了 MAX3221EAE()和 5个。 而未采用 MAX232（ 5V）。 串口电平转换电路如下图二所示。 图二、串口电平转换电路原理图 （ 五 ）对所设计的电路系统进行安装和调试 （六）软件的编写用 C 语言实现 六、完成毕业设计所必须具备的条件及解决方法 工具书， MSP430F169 单片机 、 串口通信 、 PROTEL 软件 、 计算机 、 相关实验元器件等。 七、工作的主要阶段、进度与时间安排 3—— 4 周：写开题报告，参加开题答辩。 5—— 6 周：查阅相关技术资料，熟悉单片机语言。 7—— 8 周：英文翻译。 9—— 10 周：硬件设计与资料搜集。 11—— 12 周：设计程序。 13—— 14 周：程序调试与修改。 15—— 16 周：写毕业论文。 八、指导教师审查意见 X 长江大学毕业设计（论文）指导教师审查意见 学生姓名 专业班级 毕业论文 (设计 )题目 指导教师 职 称 评审日期 评审参考内容：毕业论文 (设计 )的研究内容、研究方法及研究结果，难度及工作量，质量和水平，存在的主要问题与不足。 学生的学习态度和组织纪律，学生掌握基础和专业知识的情况，解决实际问题的能力，毕业论文 (设计 )是否完成规定任务，达到了学士学位论文的水平，是否同意参加答辩。 评审意见： 指导教师签名： 评定成绩（百分制）： _______分 XI 长江大学毕业设计（论文）评阅教师评语 学生姓名 专业班级 毕业论文 (设计 )题目 评阅教师 职 称 评阅日期 评阅参考内容：毕业论文 (设计 )的研究内容、研究方法及研究结果，难度及工作量，质量和水平，存在的主要问题与不足。 学生掌握基础和专业知识的情况，解决实际问题的能力，毕业论文 (设计 )是否完成规定任务，达到了学士学位论文的水平，是否同意参加答辩。 评语： 评阅教师签名： 评定成绩（百分制）： _______分 XII 毕业设计（论文）答辩记录及成绩评定 学生姓名 专业班级 毕业论文 (设计 )题目 答辩时间 年 月 日 ～ 时 答辩地点 一、答辩小组组成 答辩小组组长： 成 员： 二、答辩记录摘要 答辩小组 提问（分条摘要列举） 学生 回答情况评判 三、答辩小组对学生答辩成绩的评定 （百分制） ： _______分 毕业论文 (设计 )最终成绩评定 (依据指导教师评分、评阅教师评分、答辩小组评分和学校关于毕业论文 (设计 )评分的相关规定 ) 等级 (五级制 )： _______ 答辩小组组长 (签名 ) ： 秘书 (签名 )： 年 月 日 院 (系 )答辩委员会主任 (签名 )： 院 (系 )(盖章 ) XIII 基于 MSP430F169 的数据采集系统设计 学 生： 电子信息学院 指导老师： 电子信息学院 【摘要】 MSP430系列单片机是美国德州仪器 (TI)1996年开始推向市场的一种 16位超低功耗的混合信号处理器 (Mixed Signa1 Processor)，为电池供电测量应用提供了最终解决方案。 作为混合信号和数字技术的领导者， TI创新生产的 MSP430，使系统设计人员能够在保持独一无二的低功率的同时同步连接至模拟信号、数字组件和传感器。 本系统 以 MSP430单片机为核心，用点阵式液晶显示芯片 LCD12864完成液晶显示功能，用 TPS76330作为电源转换芯片来为 MSP430单片机提供电源 ，采用 44矩阵键盘作为人机交互接口，在模拟信号采集和输出模块中运用 TI公司生产的 OPA333零漂移运算放大器，产品实现了高精度、微功耗以及微小型封装的完美组合，对模拟信号进行前置滤波放大，减小无用信号的干扰，提高了稳定性。 本系统设有仿真器接口即JTAG接口，方便对系统进行在线编程。 本系统采用 MAX3221EAE()或 SP3220作为串口芯片来完成单片机与 PC机的串口通信， 使用 Protel99SE完成硬件电路的设计，使用IAR Embedded Workbench C语言程序。 本系统不仅可以用于实验室的建设，方便电子爱好者对 MSP430单片机的学习，还可以作为开发板，为电子技术人员提供一个很好的开发平台，提高对电子仪器仪表的开发的可能性。 【关键字】 ： MSP430 单片机， OPA333， JTAG 仿真器， MAX3221EAE（ SP3220）串口芯片， TPS76330。 XIV 【 Abstract 】 The MSP430 MCU is pushed toward market in 1996 of a kind of 16 ultralowpower mixed signal processor by the Texas Instrument(TI)， which provides the ultimate solution for batterypowered measurement applications. Using leadership in both mixedsignal and digital technologies, TI has created the MSP430 which enables system designers to simultaneously interface to analog signals, sensors and digital ponents while maintaining unmatched low power. The core part of this system is a MSP430 singlechip puter. It uses LCD12864 to plete function of display. TPS76330 is used as a powerconversion chip for MSP430 MCU to provide power ( V). It uses 4 4 matrix keyboard as interactive interface. In the analog signal acquisition and output module, this system uses the production of TI39。 s OPA333 which is zero drift operational amplifier. OPA333 is bined with highprecision product, micropower consumption and small package. OPA333 enlarges analog signal and reduces unwanted signal interference improving the stability. The simulation of the system interface is JTAG interface. It is Convenient to program online. The system uses MAX3221EAE () as a serial chip to plete the MCU and PC39。 s serial munication. The system uses Protel99SE to finish the design of the hardware circuit and uses IAR Embedded Workbench to design C language for all modules. This system not only can be used for the construction of the laboratory for Elovers to learn MSP430 MCU easily, but also can be used as development board which provide a good development platform for electronic technology staff. It enhances the possibility of the development of electronic instrumentation. 【 Keywords 】 MSP430 MCU, OPA333, JTAG Emulator, MAX3221EAE(SP3220) serial chip, TPS763 绪论 第 1 页 （共 45 页） 基于 MSP430F169 的数据采集系统设计 第一章 绪论 研究背景及其目的意义 近年来，数据采集及其应用受到了人们越来越广泛的关注，数据采集系统也有了迅速的发展，它可以广泛的应用于各种领域。 数据采集系统起始于 20 世纪 50 年代， 1956 年美国首先研究了用在军事上的测试系统，目标是测试中不依靠相关的测试文件，由非成熟人员进行操作，并且测试任务是由测试设备高速自动控制完成的。 由于该种数据采集测试系统具有高速性和一定的灵活性，可以满足众多传统方法不能完成的数据采集和测试任务，因而得到了初步的认可。 大概在 60 年代后期，国内外就有成套的数据采集设备和系统多属于专用的系统。 20 世纪 70 年代后期，随着微型机的发展，诞生了采集器、仪表同计算机溶为一体的数据采集系统。 由于这种数据采集系统的性能优良，超过了传统的自动检测仪表和专用数据采集系统，因而获得了惊人的发展。 从 70 年代起，数据采集系统发展过程中逐渐分为两类，一类是实验室数据采集系统，一类是工业现场数据采集系统。 20 世纪 80 年代随着计算机的普及应用，数据采集系统得到了很大的发展，开始出现了通用的数据采集与自动测试系统。 该阶段。