基于MSPG的电压表设计———————————————————————————————— 作者：———————————————————————————————— 日期： 数字式直流电压表一、整体说明在电子技术中，往往离不开对电压的测量，作为一种测量电压的仪器——电压表是近代电子技术领域的常用工具之一，在许多领域得到广泛应用本设计是基于TI单片机设计的数字式直流电压表，它主要由MSP430G2553、LCD12864和分压电路三局部组成分压电路先将输入的电压信号衰减一定的倍数，后通过控制双路选择开关设定测量的量程，分别有0~3V和0~15V两个档，以便实现准确读数；分压处理后的电压信号由MSP430G2553内部的ADC10模块转换成数字信号；再通过LCD12864液晶屏进展串行显示经屡次测量实验得出误差范围在2%以内二、原理图基于MSP430G2553单片机设计的数字式直流电压表的电路图如图1所示由于MSP430开发板已具备单片机最小系统构造，只需添加显示电路和分压电路LCD12864通过串口方式显示，只需占用单片机2个I/O口；分压电路可以通过开关S1选择量程档位，只占用1个I/O口。
图1 直流电压表电路图三、接口定义MSP430G2553的接口说明如表1所示图1中的复位和晶振局部是MSP430开发板固有的局部，故不再说明P1.0接液晶屏的SID脚，作为串行的数据口用；P1.1那么接液晶屏的SCLK脚，控制串行的同步时钟；P1.4接分压电路的输出端LCD12864的接口说明如表2所示当PSB脚接低电平时，串口模式被选择在该模式下，只用2根线〔SID与SCLK〕来完成数据传输RS接高电平，不使用片选功能注意：信号源与单片机之间要共地表1 MSP430G2553的接口说明引脚号引脚名接口说明备注2接12864的5脚〔R/W〕3接12864的6脚〔E〕6接分压电路的输出端表2 LCD12864的接口说明引脚号引脚名接口说明备注1VSS电源地2VDD电源正端4RS(CS)电源正端5R/W(SID)6E(CLK)15PSB电源地19LED_A电源正端20LED_K电源地四、程序流程图图1 主函数流程图系统初始化开启ADC转换开场〔一〕主函数主函数的流程框图如图1所示主函数主要是调用系统初始化函数和循环开启ADC转换，这是由于ADC10采用单通道单次转换模式，每次采样后需要重新开启ADC，才会进展下一次信号采样转换。
另外，信号的采样与处理以及电压值的显示都是通过中断来完成〔二〕系统初始化函数系统初始化的流程框图如图2所示该函数对看门狗的工作模式、所需的I/O口以及ADC10和12864进展定义或初始化配置〔三〕ADC初始化函数ADC初始化的流程框图如图3所示该函数的任务是对转换控制存放器ADC10CTL0和ADC10CTL1的初始化配置其中，ADC10CTL0 需要配置的是ADC10的开关、采样周期、参考电压、ADC10中断使能；而ADC10CTL1那么只需要对外部采样通道和ADC的工作模式进展选择〔四〕液晶屏初始化液晶屏初始化的流程框图如图4所示该函数需要写指令控制：清屏指令、功能设定为根本指令集操作、地址归0、开显示且关闭光标及其反白显示完毕系统初始化开场设看门狗为定时器模式图2 系统初始化流程图使能看门狗中断选择电压量程ADC初始化液晶屏初始化完毕ADC初始化开场ADC10CTL0&=~ENC图3 ADC初始化流程图ADC10CTL0|=ADC10ONADC10CTL0|=SREF_0ADC10CTL0|=ADC10IEADC10CTL1|=INCH_4+CONSEQ_0_EINT( )完毕液晶屏初始化开场写指令0x01图4 液晶屏初始化流程图写指令0x30写指令0x02写指令0x0c〔五〕中断函数完毕看门狗中断开场LCD显示图6 看门狗中断流程图流程图完毕ADC中断开场读取采样数据图5 ADC中断流程图处理数据中断函数用到了ADC中断函数和看门狗中断函数。
ADC中断函数的流程框图如图5所示，每4个ADC10CLKS周期会产生一次中断，ADC10会将采集到的电压值自动保存在转换存储存放器ADC10MEM中，直接读取该存放器就可以取出数据，再通过固定的转换公式转换成测得的电压值看门狗中断函数的流程框图如图6所示，每隔1s会产生一次中断，更新液晶屏显示的电压值五、程序代码/******************************************************************//* 程序说明：直流电压表〔串行LCD显示〕 */控制RW，并行的读/写选择信号，串行的数据口 */控制E，并行的使能信号，串行的同步时钟 */接被测电压信号源,信号源与单片机要共地 *//* PSB低电平是串行,直接接地；RS接高电平 *//* 注：程序运行前先选择量程Voltage_Range，并将口接上对应通 *//* 道，假设选Range_3V接①道，假设选Range_15V接②道，否那么烧坏芯片 *//******************************************************************/#include#define uint unsigned int#define uchar unsigned char#define BIT(x) (1<<(x))#define Range_3V 0 //量程为0~3V#define Range_15V 1 //量程为0~15V/********************************************************* 函数声明*********************************************************/void System_Init(void);void ADC_Init(void); void LCD_Init(); void LCD_Send(uchar type,uchar transdata);void Delay_nms(uint n);void LCD_Pos(uchar x,uchar y);void LCD_Display_String(const uchar *pt,uchar num);void LCD_Display(long int Data);void LCD_Display_Digit(long int num);uchar LCD_Table[]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,.,V};long int Voltage; //全局变量Voltageuint Voltage_Range;/*********************************************************函数功能：系统初始化入口参数：无出口参数：无函数说明：无*********************************************************/void System_Init(void){ WDTCTL = WDT_ADLY_1000; //看门狗工作在定时器模式，1s中断一次 IE1 |= WDTIE; //使能看门狗中断 P1DIR |= BIT0 + BIT1; //相应的位端口设置为输出 为A4通道 Voltage_Range = Range_15V; //Range_3V即量程为3V，Range_15V即量程为15V ADC_Init(); //ADC初始化; LCD_Init(); //液晶初始化}/*********************************************************函数功能：ADC初始化入口参数：无出口参数：无函数说明：无*********************************************************/void ADC_Init (void) { ADC10CTL0 &= ~ENC; //复位转换允许位 ADC10CTL0 |= ADC10ON + ADC10SHT_0 + SREF_0 + ADC10IE ; //设置转换控制存放器ADC10CTL0，ADC10ON=0x010，使ADC10内核工作 //ADC10SHT_0=0*0x800u，确定采样周期为4xADC10CLKs //SREF_0=0*0x2000u,选择参考电压为VR+=AVCC,VR-=AVSS //ADC10IE=0x00使对应通道转换后产生中断 ADC10CTL1 |= INCH_4 + CONSEQ_0; //设置AD转换控制存放器ADC10CTL1,INCH_0=0*0x1000u,选择通道A4 //CONSEQ_1=1*2u,设置工作模式为单通道、单次转换模式 ADC10CTL0 |= ENC + ADC10SC; //设置转换控制存放器ADC12CTL0，ENC=0x002使转换允许位为1 //ADC12SC=0x001使采样/转换控制位为1 _EINT(); //总中断使能 }/***************************ADC中断函数****************************/#pragma vector = ADC10_VECTOR__interrupt void ADC10_Interrupt(void) { uint data; data = ADC10MEM; //将AD采样值存入data if(Voltage_Range == Rang。