基于MSP430毕业设计论文

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1、 专 科 生 毕 业 设 计 论 文 基于MSP430单片机实验系统的开发与设计-基本模块学 院： 机电工程学院 专 业： 电气自动化技术 班 级： 学 号： 指导教师： 职称（或学位）： 讲师（硕士） 2014年 5月2原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文（设计），是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学生签名： 年 月 日 指导声明本人指导的 同学的毕业论文（设计）题目

2、大小、难度适当，且符合该同学所学专业的培养目标的要求。本人在指导过程中，通过网上文献搜索及文献比对等方式，对其毕业论文（设计）内容进行了检查，未发现抄袭现象，特此声明。指导教师签名： 年 月 日目 录1 绪论21.1课题背景21.2设计原理21.3单片机概述22 系统硬件设计32.1电源模块设计32.2串口模块设计42.3GSM模块接口设计52.4I2C模块设计72.5A/D模块设计82.6单片机模块93 系统软件设计103.1软件开发工具的介绍103.2系统软件流程图113.3A/D软件设计113.4短信息软件设计113.5SM软件设计124 结论13致谢:13参考文献13附录14 基于MS

3、P430单片机实验系统的开发与设计-基本模块（机电工程学院 指导教师：）摘要:GSM系统是目前基于时分多址技术的移动通信体制中比较成熟，完整的系统。系统以MSP430F149为核心，实验系统的基础模块主要有串口模块、I2C模块、A/D模块、电源模块、GSM模块。着重的设计了该系统的特点以及硬件和软件的组成，同时描述了实验系统的功能以及所能开设的实验内容，通过Embedded Workbench进行软件仿真从而实现了系统的实现数据的有效数据传输，构成一个简单的MSP430单片机系统，方便对系统的高效学习的研究，具有低功耗、抗干扰能力强、易携带等优点。关键词：MSP430F149；实验系统；数据传

4、输 Based on MSP430 SCM Experiment System Development and Design- Basic Module（Electronic & Information Engineering Department, Supervisor:） Abstraot: The GSMsystem is based on relatively mature mobile communication system of time division multiple accesstechnology, complete system.The system takes MS

5、P430F149 as the core, basic modules of the experiment system mainly include serial port module I2C module,A/D module,power module,GSM module. Mainlydesign the system components and the characteristic of the hardwar and software,and describes the system function and can open the experiment content,so

6、ftware simulation by Embeddded Workbench so as to realize theeffective data transmission system, Make a simple MSP430 single chip microcomputer system, facilitate the study ofefficient learning system the,has advantages of low power power consumption strong anti-interference ability,easy to carry.Ke

7、y words: MSP430F149; The experimental system; Data transmission1绪论1.1课题背景单片机技术的发展源于计算机产业的发展。在现代计算机技术领域中，形成了通用计算机系统和嵌入式计算机系统两大分支。在单片机产生前，机电行业的自动化常常依赖于由复杂的电子线路组成的数控系统；或将通用计算机进行机械、电气加固后嵌入到控制对象中去，这样大型、高成本的系统难以被许多产品接受。单片机就是应嵌入式系统新的要求而出现的。目前单片机技术已经渗透到人们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗

8、衣机的控制，程控玩具、电子宠物，导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械等等，这些都离不开单片机。对于自动化专业的学生，学好单片机原理，熟练掌握单片机应用知识有着重要的现实意义。而单片机教学及研发离不开实验，随着单片机技术的发展，传统的依赖于仿真机的单片机实验成本高且效率低，已不适应现代科技开发需求。本设计目的就是在传统实验板的基础上，开发功能较强的新型实验系统，即具有ISP在线仿真调试功能，使用EW软件即可直接仿真调试。11.2设计原理系统采用MSP430F149作

9、为整个系统的MCU。并采用一个GSM模块作为传输数据的无线MODEM，TC35与单片机通过串口进行连接。利用单片机的另外一个片内串口实现一个与上位机进行通信的接口，从而实现整个系统的配置功能。在本系统中，使用单片机的A/D转换通道实现数据的采集。另外，考虑某些无人值守的应用场合，使用I/O端口去控制某些设备。系统原理框图如1所示。串口模块I C模块A/D模块电源模块MSP430F149GSM模块图1方案设计框图1.3单片机概述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、具有精简指令集（RISC）的混合信号处理器（Mixed Signal Proces

10、sor）。自1999年以来，利尔达单片机技术有限公司和美国德州仪器公司合作开展MSP430在中国的推广和销售。MSP430具有强大的处理能力和运行速度快，功耗超低，应用方便等优点。在多年来已在全球得到了广泛应用。如工业控制，智能化仪器仪表，无线采集，手持设备。在这方面应用体现较高性价比。MSP430主要用户需要对模拟信号进行数字控制的领域，当然，纯数字的系统绝对可以用的。另外他带有硬件乘法器在处理一些运算时速度也较快，这是16位的特点。有ADC部件的MSP430主要用于测量和控制系统，当然部分的通信系统也是可以。MSP430的独特性能和技术优点已经得到了单片机产品设计开发单位、电子工程技术人员

11、和广大嵌入式系统爱好者的认可，并广泛的应用到各个行业各种产品中。MSP430一方面从单片机技术的发展历程和命名选型开始，逐步对MSP430的结构特点和内外功能模块等做详细的论述，内容涉及到MSP430的通用I/O模块、定时模块、IC模块、A/D模块、比较器模块、电压检测模块、通用串口模块、夜晶显示模块、SCAN IF模块、存储器模块等MSP430的多种功能模块，另一方面又大量充实了各个部分原理设计内容。2系统硬件设计2.1电源模块设计由于单片机的电压为3.3V,GSM模块的工作电压为3.6V,因此本系统需要提供3.3V和3.6V电压。3.3V电源部分采用TI公司的TPS76033芯片来实现。3

12、.3V电源电路如图2所示。图23.3V电源电路图为了使3.3V输出电源的纹波小，在输出部分用了一个2.2uf和0.1uf的电容，另外在芯片的输入管脚也放了一个0.1uf的滤波电容，减少输入端受的干扰。对于TC35模块采用3.6V供电，由于该电源 部分的输出电流必须满足输出电流达到2A，在此采用NATIONAL公司的LP3966-ADJ芯片。该芯片的管脚2为shutdown管脚，在设计时必须通过 一个10K的电阻拉高到5V，具体电路如图3所示。图33.6V电源电路图为了使3.6V输出电源的纹波小，在输出部分用了一个68pF、33uF和0.1uF的电容，实现滤波。另外在芯片的的输入管脚也放置一个6

13、8uF和滤波电容，减少输入端受到的干扰，此外，本系统还需要复位电位，为了保证系统在上电进行初始化，同时也保证对电源的监控，需要采用复位芯片，电路如图4所示。图4复位电路图2.2串口模块设计该系统实现串口电路（RS-232）主要是与上位机进行通信，实现单片机系统与上位机进行通信处理。由于单片机与上位机进行通信时接口电平不同，因此需要进行接口转换，这里采用通信SP3220来完成接口电平转换。3电路如图5所示。图5RS-232电路图由图可以看出，通过一个上位电阻管脚拉高，使该芯片 一直处于工作状态，如果系统需要处于低功耗状态，也可以通过单片机来控制该管脚。工作时将该管脚设置为低电平，需要处于低功耗时

14、将该管脚设置为高电平，这样很容易实现控制。在管脚C1+、C1-、C2+、C2-、V+和V-分别放置0.1uf的电容实现充电作用，满足相应充电泵的要求。管脚T1OUT、TIN、R1OUT和RIN分别是232转换的输入输出脚，实现单片机的TTL电平与上位机的接口电平转换。考滤到减小电源的干扰，还需要在芯片的电源输入管脚加一个0.1uf的电容来实现滤波，以减小输入端受到的干扰。2.3GSM模块接口设计TC35模块主要由GSM基带处理器、GSM射频模块、供电模块，闪存、ZIF连接器、天线接口组成。作为TC35的核心，基带处理器主要处理GSM终端内的语音、数据信号，并涵盖了蜂窝射频设备中所有的模拟和数字功能。在不需要额外硬件电路的前提下，可支持FR、HR和EFR语音编码。TC35是一个完整的无线GSM模块，本身能完成独立的功能。外部通过40管脚的ZIF连接器对TC35模块进行控制。从而实现电源连接、指令、数据、语音信号、及控制信号的双向传输。为了方便硬件设计，下面对ZIF连接管脚进行介绍，2如图6所示。图6TC35的ZIF连接器管脚图VBATT+:供电管脚。供电的电压在3.3V5.5V之间，该管脚必须满足峰值电流为2A.当模块在充电的时候，该管脚还可以作为输出管脚，所有的VBATT+必须连接并行连接在一起。GND：接地管脚POWER：充电管脚。如果不用该