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1、毕 业 设 计设计题目：基于MSP430的嵌入式实验平台设计 机电工程系09测控技术与仪器（1）班 系 别：_肖晨光 班 级：_张帆 姓 名：_指 导 教 师：_2013年6月8日基于MSP430的嵌入式实验平台设计摘 要本文介绍了德州仪器公司(TI公司)的FLASH型超低功耗16位单片机MSP430F149的一些特性,并将它应用于便携式智能测温仪的设计,指出它所表现出来的其他单片机所无法比拟的优越性,从中可以看出,TI公司的MSP430F149单片机内部功能强大,片内资源丰富,超低功耗,性能价格比很高,特别适用于便携式智能仪器的设计, MSP430系列单片机目前在欧洲得到了广泛的应用,MSP
2、430F149单片机在中国也必定有光明的发展前景。我所设计的是一个由MSP430F149单片机搭建的嵌入式平台，包括AD转换，DA转换以及数码管，矩阵键盘，蜂鸣器等外围电路。主要是能实现电压信号的采集与存储以及电压信号的发送，数码管用于数据显示，蜂鸣器用于过压报警等一些基本的功能，搭建了一个以MSP430F149单片机为基础的嵌入式平台。在工业实际应用中，这种430搭建的嵌入式平台可以直接作为核心部件应用与工程和科研中,具有良好的通用性和可扩展性。在这个平台的的基础上,可以很方便地进行二次开发和功能扩展,能够缩短开发周期,降低开发成本。本文实现了该平台各模块的硬件电路。该平台可以经过适当修改可
3、应用于电子设计、计算机教学与科研、工业控制等领域。关键词: MSP430F149、最小系统、平台The experiment terrace based on MSP430F149AbstractAn Example of Application Based on MSP430F149 Single Chip MicrocomputerQIU Yin-an1,2, ZHOU Yong-mei2, PENG San-cheng2,MAN Jun-feng2(1.Central South University, Changsha 410083, China;2.Department of Com
4、puter Science and Technology,Zhuzhou Institute of Technology, Zhuzhou Hunan 412008, China)Abstract:Introduced are some characteristics of MSP430F149 Single Chip Microcomputer and its data collection subsystem and presented is its application in portable intelligent monitoring system of temperature.
5、The mini-system, mini-application system, is made up of the minimum components. In regard to MSP430 se-ries microcontrollers, the mini-system generally includes MSP430F149, oscillator circuit and reset circuit. In the paper,the characteristics of MSP430F149 are introduced. Also the schematic diagram
6、s of circuit theory about those modules such as power module, oscillator circuit module, reset circuit module, series module, and memory module are designed and presented. In addition, the functions of all modules are put forward. The application in the industry,the terrace based on MSP430 can be us
7、ed in engineering and scientific research as the heart section.it is glibal and can be expanded easily. Basing on this terrace,we can do repetition use and enlarge the function easily.It can shorten the period dnd reduce the cost.In this Mini-System ,we realize the circuit of the modules.If we revis
8、e the terrace properly,it can be used in electronic design ,computer education and research,and industry control.朗读显示对应的拉丁字符的拼音Key Words : MSP430F149、Mini-System Terrrace目 录1 绪论111 课题研究的目的背景112 430单片机与51系列单片机的比较11.3 国内430单片机开发板概况22 系统总体方案设计42.1 基本功能介绍42.2 IAR编程环境52.3 MSP430系列单片机62.3.1 MSP430系列单片机概述6
9、2.3.2 MSP430系列单片机的发展和应用82.3.3 MSP430系列单片机超低功耗的原理及实现92.4 仿真软件的介绍12第三章 硬件电路设计143.1 电源模块设计143.2复位模块设计143.3 时钟模块设计153.4 FLASH存储器电路设计163.5 ADC模块设计173.6 DAC模块设计183.7 蜂鸣器设计203.8.1 矩阵式键盘介绍213.8.2 键盘扫描原理223.9 数码管设计233.10 JTAG下载线介绍243.11 USB接口设计254 软件设计264.1 LED闪烁程序设计264.2 数码管循环显示274.3 ADC12采集并输出电压信号285.1 IAR
10、仿真软件的使用295.2 PROTEUS仿真315.2.1 LED实验仿真3252.2 数码管仿真325.2.3 ADC12仿真335.3 用AD9出PCB图33图 5-18铺铜后376 总结38致谢39参考文献40附录42附录I 系统电路原理图42附录II PCB图43附录III 程序清单44唐 山 学 院 毕 业 设 计1 绪论11 课题研究的目的背景 目前来看，在国内的绝大部分大学教学都用51系列单片机，因此各种品牌与不同型号的51单片机层出不穷。因此不管是教学、比赛、课程设计还是学生自己研究都是用51系列单片机。然而，工业设计和使用中，都是使用430系列的单片机，因为430单片机功能多
11、，运算速度快，低功耗等优点，所以受到工业开发的青睐。我们课程上所学的硬件设计和编程都和实际的工业设计有很大的差距，因此在学习51系列单片机的基础上，进行430单片机的开发与研究非常有必要。430单片机发展历史悠久，种类繁多，在电子领域越来越受到人们的重视，已经达到前所未有的高度。430单片机在工业方面的应用远胜于其他系列的单片机，因为它功能强大而且功耗低，这是其他单片机所不能比拟的。广大电子爱好者及工业电子研发人员对430系列单片机的高度重视，使得它在市场取得很大突破。针对对430单片机技术在电子行业自动化方面的重要应用，为满足广大学生、爱好者、产品开发者迅速学会掌握单片机这门技术，于是产生4
12、30单片机开发板。实践表明，16位的单片机占据着市场很大的份量4。MSP430F149单片机搭建的嵌入式平台是一个学习的工具，也是一个研究深造的工具。它服务于以下三类人：一类是在校的电子专业及仪器仪表专业的学生，因为他们虽然理论学的很好，但缺乏实战经验。这个由MSP430F149搭建的嵌入式平台能够将他们课本上学到的知识转化为真正的电子产品。一类是业余的电子爱好者，他们的特点是有一定的做实际电子产品的经验，但是理论不足。他们可以通过这个平台，边做边学，由事物转化到原理图和程序上来，转到理论上来。最后一类人就是有一定的理论和较少的开发经验者。这类人最适合用这种简单基础的实验平台，从电阻、电容开始
13、画图，从最简单的代码编程，理论与实际相结合来提升自己的能力。12 430单片机与51系列单片机的比较 首先，89C51单片机是8位单片机，编程指令非常复杂，给初学者及编程人员带来很大不便。51系列单片机有111条指令，这样多的指令在编写程序时难以熟练地掌握和应用，而且编程产生错误的概率非常高。430系列单片机在这方面就有很大优势，430单片机仅有27条内核指令，功能强大的同时还简化了编程任务，不得不说430系列单片机在这方面的实用性之强大，也以自己突出的单周期内核指令以缩短了运行周期，加快了在实际下载仿真以及运行过程中的速度。其次，430系列单片机的低功耗性能也是51系列单片机所不能比拟的。5
14、1系列单片机的工作电压为5V,而430系列单片机只要3.3V电压就可以正常工作。而且功耗低并不影响430系列单片机的运行速度，这也是工业设计当中绝大多数都使用430系列而不用51单片机的主要原因。目前，在仪器仪表方面，尤其是可持性仪器仪表，一般都用蓄电池，便于携带，这时对单片机的低功耗要求就显得尤为重要了，430系列单片机就是以自己这个显著的优势在仪器仪表行业中地位越来越重要。 再者，89C51系列单片机由于其内部总线是8位的，其内部功能模块基本上都8位的，功能相对简单。虽然一些基本的功能，像LED、数码管及AD转换等都可以在51系列单片机上完成，但这只局限在教学方面，工业方面特殊功能的要求不
15、是51系列单片机所能满足的。MSP430系列其基本架构是16位的，而且兼容8位的功能模块，在扩展更多功能的同时，51系列单片机的基础功能430也是具备的，而且运行的更快。在工业电子设计领域，430系列单片机16位高功能更具备研发的使用价值。最后，就是在开发工具方面。51系列单片机虽然很据实用性，而且历史比430系列单片机更加悠久，在一系列电子论坛上，51系列单片机的开发实例也远比430多，但是51系列单片机不能在线编程，这就是它在实际研发中的重大缺陷。430系列单片机由于引入了FLASH型程序存储器和JTAG技术，不仅使开发工具变得简便，在线编程以及价格优势都是51系列单片机所不具备的，这也是实际设计应用非常重视的一个环节7。1.3 国内430单片机开发板概况 如
