基于16位單片機MSP430F169的數據采集系統設計.doc

畢業(yè)設計(論文)題目：基于16位單片機MSP430F169的數據采集系統設計學生：XX學院(系)：專業(yè)班級：指導教師：時間：目錄目錄.II畢業(yè)設計(論文)任務書.III畢業(yè)設計(論文)開題報告.V【摘要】.XV【ABSTRACT】.XVI1緒論.11.1單片機的研究現狀和發(fā)展趨勢.11.4本文的主要工作內容.52總體設計分析.62.1硬件系統總體設計.62.2軟件系統總體設計.83硬件器件的選擇.83.1單片機的選擇.83.2電源電路器件的選擇.83.3顯示電路芯片的選擇.93.4D/A和A/D轉換電路濾波放大電路的選擇.113.5串口芯片的選擇.113.6電平轉換電路.124硬件電路圖分析.124.1復位電路設計.124.2電源電路的設計.134.3電平轉換電路的設計方案.174.4晶振電路的布局.194.6鍵盤電路設計.204.7串口通信電路硬件設計.214.8A/D轉換電路.225系統軟件設計.255.1鍵盤功能的實現.255.1.1鍵盤輸入的軟件問題.255.1.2主程序設計.265.2顯示電路程序設計.265.3顯示狀態(tài)計算子程序.275.4A/D和D/A轉換程序設計.285.5串口通信軟件設計.295.5壓力采集子程序.3056干擾及其應用.32561硬件措施.325.6.2軟件措施.325.6與微機的通信.336全文總結.33參考文獻.35任務書學院（系）專業(yè)班級學生姓名指導教師/職稱1.設計(論文)題目：基于16位單片機MSP430F169的數據采集系統設計2畢業(yè)設計（論文）起止時間：2008年10月8日2008年6月15日3畢業(yè)設計(論文)所需資料及原始數據（指導教師選定部分）參考書：1）萬方數據庫中有關MSP430F169的16位單片機方面的知識；2）德州儀器TI公司有關MSP430F169方面的有關資料；3）MSP430系列單片機接口技術及系統設計實例魏小龍著北京航空航天大學出版社；4）網路上有關MSP430單片機設計方面的資料，比如MSP430與5V器件的連接，MSP430晶振布局要領等等；5）PROTEL入門與提高電子工業(yè)出版社4畢業(yè)設計(論文)應完成的主要內容1）掌握并闡述低功耗16位MSP430單片機的I/O、定時器、數據存儲器方面的知識；2）設計以MSP430為核心的最小系統原理圖，即該系統應該包括那幾個部分；3）利用PROTEL軟件畫出以上框圖中各個部分的詳細硬件原理圖，文字說明設計的整個過程；4）能夠基本掌握單片機的編程、調試等過程；5畢業(yè)設計(論文)的目標及具體要求1）按照學院的有關要求寫出論文；2）在該畢業(yè)設計過程中，需要畫出以MSP430F169單片機為核心的最小系統原理圖；3）以上設計的整個過程需要在畢業(yè)論文的各個章節(jié)中體現出來；4）掌握單片機的調試及設計的整個過程；5）以上原理圖的繪制需要在PROTELL99SE軟件中進行實現，即學會使用電路板的制作軟件。6、完成畢業(yè)設計(論文)所需的條件及上機時數要求該畢業(yè)設計需要上機學時數為80學時。其它條件指導老師可以協調來提供。要查閱資料必須借助學校圖書館和長江大學維普網站、萬方數據庫以及和相關導師的指導。任務書批準日期年月日教研室(系)主任(簽字)任務書下達日期年月日指導教師(簽字)完成任務日期年月日學生（簽名）畢業(yè)設計(論文)開題報告題目名稱:基于16位單片機MSP430F169的數據采集系統設計題目類型:院(系):專業(yè)班級:學生姓名:指導教師:輔導教師:開題報告日期:基于16位單片機MSP430F169的數據采集系統設計一、題目來源實驗室建設二、研究的目的和意義近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機的應用正在不斷地走向深入。同時隨著科學技術的提高和成熟，在各個工程設計中對單片機也提出了更高的要求。如運算速度，功耗及開發(fā)的成本和手段等方面。然而，MSP430系列單片機是一個16位的、具有精簡指令集的、超低功耗的混合型單片機，在1996年問世，由于它具有極低的功耗、豐富的片內外設和方便靈活的開發(fā)手段，已成為眾多單片機系統中一顆耀眼的新星，受到國內廣大科技人員的歡迎。本題基于16位單片機MSP430F169的數據采集系統設計就是應用美國TI公司生產的MSP430F169單片機。本系統采用的MSP430單片機設計的最小系統制成的PCB板可以運用到實驗室的設備建設，方便開發(fā)人員對MSP430單片機的學習。三、閱讀的主要參考文獻及資料名稱1沈建華，楊艷琴編著.MSP430系列16位超低功耗單片機實踐與系統設計.利達爾策劃2沈建華，楊艷琴編著.MSP430系列16位超低功耗單片機原理與應用.利達爾策劃3秦龍編著.MSP430單片機長用模塊與綜合系統實例精講.電子工業(yè)出版社4魏小龍.MSP430系列單片機接口技術及系統設計實例.北京:北京航空天大學出版社，2002.5顏永軍.Protel99電路設計與應用.北京:國防上業(yè)出版社，2001.6胡大可.MSP430系列單片機C語言程序設計與開發(fā).北京:北京航空航天大學出版社，2003.17胡大可.MSP430系列FLASH型超低功耗16位單片機.北京:北京航空航天大學出版社，2001.11四、國內外現狀和發(fā)展趨勢與研究的主攻方向國內外發(fā)展趨勢：我國開始使用單片機是在1982年，短短五年時間里發(fā)展極為迅速。1986年在上海召開了全國首屆單片機開發(fā)與應用交流會，有的地區(qū)還成立了單片微型計算機應用協會，那是全國形成的第一次高潮。截止今日，單片機應用技術飛速發(fā)展，我們上因特網輸入一個“單片機”的搜索，將會看到上萬個介紹單片機的網站，這還不包括國外的。與它相應的專業(yè)雜志現在也有很多，比如由單片機界的權威何立民主編的單片機與嵌入式系統應用雜志現以風靡電子界，在2003年7月，91（91獵頭網）在上海、廣州、北京等大城市所做的一次專業(yè)人才需求報告中，單片機人才的需求量位居第一。一塊小小的片子，為何有這樣的魔力？我們首先從它的構成說起：單片機，亦稱單片微電腦或單片微型計算機。它是把中央處理器（CPU）、隨機存取存儲器（RAM）、只讀存儲器（ROM）、輸入/輸出端口（I/O）等主要計算機功能部件都集成在一塊集成電路芯片上的微型計算機。計算機的產生加快了人類改造世界的步伐，但是它畢竟體積大。微計算機（單片機）在這種情況下誕生了，它為我們改變了什么？縱觀我們現在生活的各個領域，從導彈的導航裝置，到飛機上各種儀表的控制，從計算機的網絡通訊與數據傳輸，到工業(yè)自動化過程的實時控制和數據處理，以及我們生活中廣泛使用的各種智能IC卡、電子寵物等，這些都離不開單片機。以前沒有單片機時，這些東西也能做，但是只能使用復雜的模擬電路，然而這樣做出來的產品不僅體積大，而且成本高，并且由于長期使用，元器件不斷老化，控制的精度自然也會達不到標準。在單片機產生后，我們就將控制這些東西變?yōu)橹悄芑?，我們只需要在單片機外圍接一點簡單的接口電路，核心部分只是由人為的寫入程序來完成。這樣產品的體積變小了，成本也降低了，長期使用也不會擔心精度達不到了。所以，它的魔力不僅是在現在，在將來將會有更多的人來接受它、使用它。據統計，我國的單片機年容量已達1-3億片，且每年以大約16%的速度增長，但相對于世界市場我國的占有率還不到1%。特別是沿海地區(qū)的玩具廠等生產產品多數用到單片機，并不斷地輻射向內地。所以，學習單片機在我國是有著廣闊的前景。由于單片機技術在各個領域正得到越來越廣泛的應用，世界上許多集成電路生產廠家相繼推出了各種類型的單片機，在單片機家族的眾多成員中，MSP430系列單片機以其優(yōu)越的性能、及高可靠性和高性能價格比，迅速占領了工業(yè)測控和自動化工程應用的主要市場，成為國內單片機應用領域中的主流。目前，可用于MSP430系列單片機開發(fā)的硬件越來越多，與其配套的各類開發(fā)系統、各種軟件也日趨完善，因此，可以極方便地利用現有資源，開發(fā)出用于不同目的的各類應用系統。單片機最小系統是在以MSP430單片機為基礎上擴展，使其能更方便地運用于各種系統中，不僅具有控制方便、組態(tài)簡單和靈活性大等優(yōu)點，而且可以大幅度提高系統的性能技術指標，從而能夠大大提高產品的質量和數量。MSP430系列單片機以其功能強、體積小、可靠性高、造價低和開發(fā)周期短等優(yōu)點，成為在實時檢測和自動控制領域中廣泛應用的器件，在工業(yè)生產中稱為必不可少的器件，尤其是在日常生活中發(fā)揮的作用也越來越大。主攻方向：本課題設計主要在MSP430單片機上，擴展鍵盤顯示接口，晶振的布局，電壓轉換電路，A/D，D/A轉換和電平轉換