基于USB接口的便攜式數(shù)字電路實驗裝置的設(shè)計

1、蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）基于USB接口的便攜式數(shù)字電路實驗裝置的設(shè)計（蘇州大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院）目 錄前言2第1章 背景和意義3第1.1節(jié) 數(shù)字電路實驗裝置的背景3第1.2節(jié) USB的產(chǎn)生背景及其發(fā)展歷程5第1.3節(jié) 本課題研究意義和要求6第2章 系統(tǒng)分析7第2.1節(jié) 硬件分析7第2.2節(jié) 軟件分析14第3章 系統(tǒng)設(shè)計19第3.1節(jié) 硬件電路設(shè)計19第3.2節(jié) 軟件程序設(shè)計20第4章 系統(tǒng)測試26第4.1節(jié) 系統(tǒng)測試26第4.2節(jié) 測試數(shù)據(jù)及結(jié)果26第4.3節(jié) 測試結(jié)果分析27結(jié)論28參考文獻28致謝29附錄30附錄1：實物照片說明30附錄2：部分源程序31- i -基于USB接口的便攜式數(shù)

2、字電路實驗裝置的設(shè)計【摘要】：USB接口的便攜式數(shù)字電路實驗裝置包含兩模塊：硬件設(shè)計和軟件設(shè)計。硬件方面以低功耗的單片機msp430為核心的模塊，其主要特點：超低功耗、高速、豐富的模擬數(shù)字接口、簡單易用。它可以進行數(shù)據(jù)處理和數(shù)字信號產(chǎn)生。軟件設(shè)計主要借助圖形編程工具Labview，其主要特點性能高、擴展性強、開發(fā)時間少、無線集成?？赏ㄟ^各種控件能自己組建各種儀器，模擬實驗系統(tǒng)。二者通過采用高速的USB進行數(shù)據(jù)傳輸，PC機端對信號進行分析和再現(xiàn)。系統(tǒng)采用USB供電不僅可降低功耗，而且易于使用和攜帶?！娟P(guān)鍵詞】：MSP430；USB通信；Labview；Abstract : USB interfa

3、ce portable digital circuit experiment device contains two modules: hardware design and software design. Hardware design main with low power consumption of the single chip microcomputer msp430 as the core module , its main features: low power consumption, high-speed、rich analog to digital interface,

4、 easy to use. It can carry on data processing and digital signal produce. The software design mainly by means of graphic programming tool Lab view, it mainly has characteristics of high performance, extensible, development time less, wireless integration. Through all sorts of control can form variou

5、s instruments, simulation experiment system，By using the high speed USB for data transmission, PC machine end to signal analysis and reproduction. USB power supply system is not only can reduce power consumption, and easy to use and carry. Key words: MSP430；USB Transmission；Lab view前言 “數(shù)字電子技術(shù)”課程是電子信

6、息科學(xué)與技術(shù)、信息工程、通信工程、計算機科學(xué)與技術(shù)等眾多專業(yè)的重要基礎(chǔ)課，其實驗環(huán)節(jié)非常重要。數(shù)字電路的實驗需要使用專用的實驗箱,例如上海標普實驗室設(shè)備有限公司的數(shù)字電路實驗箱1.這些傳統(tǒng)的數(shù)字電路實驗箱存在許多不足，體積較大，連線較多，這些實驗通常只能在實驗室進行,教師難于指導(dǎo)眾多學(xué)生，同學(xué)們也很難將實驗帶回宿舍或在課外完成。實現(xiàn)的功能難以擴展，很難激發(fā)同學(xué)們的興趣，因此，很難適應(yīng)時代發(fā)展的潮流，我們必須對其進行創(chuàng)新、改良。數(shù)字電路涉及的芯片基本上是數(shù)字集成電路，其功耗越來越小，封裝由原來DIP雙列直插發(fā)展為各種SMT貼片形式，電源由5V為主，發(fā)展到3.3V甚至更低，集成度由SSI、MSI發(fā)

7、展為LSI，由單一功能發(fā)展為PLD器件，但作為重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，其實驗內(nèi)容仍以簡單的組合邏輯、時序電路為主。實驗裝置仍由邏輯信號發(fā)生、邏輯信號檢測以及相應(yīng)的數(shù)字集成電路組成6。實驗裝置中電路的連接以手工連線為主，信號控制以開關(guān)、按鈕為主，信號指示以LED燈和數(shù)碼管為主，因此傳統(tǒng)的實驗裝置存在體積大不便攜帶，連線多容易出錯，顯示單一不直觀，功能弱難以擴展。通用串行總線(USB)作為一種新的微機總線接口規(guī)范，具有便捷、易擴展、低成本、低干擾等特點，非常適合作為主機和外設(shè)之間的通信接口?；赨SB的高速數(shù)據(jù)采集與信號分析系統(tǒng)具有低成本、高性能的特點，能夠廣泛應(yīng)用于測控、信號分析等多個領(lǐng)域。USB接口

8、技術(shù)為高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研制開發(fā)變得簡單和廉價3。虛擬儀器(virtual instrument，VI)是一種基于計算機的儀器，就是在通用計算機上加上軟件和硬件，使得使用者在操作這臺計算機時，就像是在操作一臺他自己設(shè)計的專用傳統(tǒng)電子儀器。將虛擬儀器與LabVIEW 結(jié)合用于常規(guī)的數(shù)據(jù)采集與處理等任務(wù)，可以減少系統(tǒng)的開發(fā)時間，也可提高編程效率，節(jié)省系統(tǒng)成本。基于USB接口的便攜式數(shù)字電路實驗裝置配上筆記本電腦，可在教室、圖書館、宿舍和家里方便使用，這樣會大大激發(fā)同學(xué)們的實驗興趣、提高獨立實驗?zāi)芰?，必定會深受同學(xué)們的喜歡。在筆記本電腦或臺式電腦上，實驗內(nèi)容、實驗過程以及實驗報告可形成電子文檔，通過

9、網(wǎng)絡(luò)上交，從而真正實現(xiàn)無紙化實驗，提高教學(xué)效率。這些也符合“建立以學(xué)生為中心的教學(xué)模式,以激發(fā)學(xué)生實驗興趣、提高學(xué)生獨立實驗?zāi)芰ψ鳛檎n程教學(xué)改革重點”的精神4。第1章 背景和意義第1.1節(jié) 數(shù)字電路實驗裝置的背景1.1.1. 基于USB接口的便攜式數(shù)字電路實驗裝置背景基于USB接口的概述USB(Universal Serial Bus)通用串行總線是一種標準的連接接口，在把外圍設(shè)備與計算機連接時，允許不必重新配置規(guī)劃系統(tǒng)，也不必打開機殼，另外調(diào)整接口卡的指撥開關(guān)。而連接上計算機時，計算機會自動識別這些接口設(shè)備，并且配置適當(dāng)?shù)尿?qū)動程序，無需用戶再另外重新配置。通過USB接口，實現(xiàn)了熱插拔的特性，

10、用戶即可迅速方便地連接PC主機的各種接口設(shè)備。另外，在連接PC機時，對所有USB接口設(shè)備，提供了一種“全球通用的標準連接器(A型與B型)。這些 連接取代了所有的各種傳統(tǒng)外圍端口，如串行端口、并行端口以及游戲接口等。此外，USB接口還允許將多達127個外圍設(shè)備同時串接到PC的一個外部的USB接口上。這樣，就不必像傳統(tǒng)的串口或并口那樣，一個端口僅能接一個外圍設(shè)備。相對的，對于接口設(shè)備的制造商而言，也能降低成本，因為他們不再需要為每一種接口設(shè)備分別設(shè)計與生產(chǎn)各種型號的產(chǎn)品。因此，USB接口除了可作為標準接口設(shè)備的應(yīng)用外，還逐漸成為各種新型設(shè)備(包括數(shù)據(jù)采集、測量設(shè)備等產(chǎn)品)的通用標準連接接口，頗有“

11、一統(tǒng)江湖的趨勢。同時，使用的MSP430單片機器件集成了全速/低速USB功能控制器，用于實現(xiàn)USB接口的外部設(shè)備（MSP430/1不能被用作USB主設(shè)備）。USB功能控制器（USB0）由串行接口引擎（SIE）、USB收發(fā)器（包括匹配電阻和可配置上拉電阻）、1KB FIFO存儲器和時鐘恢復(fù)電路（可以不用晶體）組成，不需要外部元件。USB功能控制器和收發(fā)器符合通用串行總線規(guī)范2.0版。綜上所述，USB接口具有如下優(yōu)點：l 使用方便使用USB接口可連接多個不同的設(shè)備；支持熱插拔。在軟件方面，為USB設(shè)計的驅(qū)動程序和應(yīng)用軟件可自動啟動，無須用戶干預(yù)。l 傳輸速率高USB支持三種傳輸速率：低速(10w-

12、speed)的1.5Mbps、全速(fullspeed)的12Mbps及高速(high-speed)的480Mbps。l 連接靈活USB采用“級聯(lián)方式，USB接口既可以連接USB設(shè)備，也可以連接USB集線器把多個USB設(shè)備連接起來。通過這種類似菊花鏈式的連接，一個USB控制器最多可連接127個外設(shè)，而每個外設(shè)之間的距離可達5m。l 獨立供電USB接口包含了+5V的電源線與地線，可由PC機或集線器提供電源。500mA下，在USB外圍設(shè)備可以直接使用由USB端121提供的電源。l 低功耗USB有一套獨特的電氣層機制來保證其低功耗。USB協(xié)議為設(shè)備定義了兩種供電模式：自供電和總線供電。USB外圍設(shè)備

13、處在待機狀態(tài)時，會自動啟動省電的功能來降低耗電量。l 可靠性高不管是硬件的設(shè)計還是數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮f(xié)議，USB都很穩(wěn)定。USB驅(qū)動程序、接收器以及電纜的硬件規(guī)范，都會盡量減少噪聲的干擾來所導(dǎo)致的錯誤數(shù)據(jù)。另外，USB協(xié)議一旦檢測到數(shù)據(jù)有錯誤，就會要求發(fā)送端重新傳送數(shù)據(jù)。1.1.2. 便攜式數(shù)字電路實驗裝置的便攜性的概述便攜性主要體現(xiàn)在實驗箱的體積上和操作的方便性上，體積上，數(shù)字電路實驗裝置采用MCU或單片機、可編程邏輯器件（CPLD或FPGA）和通用IC測試插座，利用USB接口與計算機連接，這樣，硬件上器件大大減少，利用USB通信接口進行供電，減少了電源電路，利用上位機（PC機）做人機界面，大大減少

14、了顯示方面的硬件，在操作上面的便攜性體現(xiàn)在信號的自動產(chǎn)生和檢測，這方面有采用MCU或單片機、可編程邏輯器件（CPLD或FPGA）和通用IC測試插座來自動檢測，人工操作量有較大的減少。同時還可以利用USB可以互相連接，從而解決多個實驗箱間通信間問題，在實驗的多樣性和器件的擴展性方面有較大改進，如圖普通連線（1-1-1）和圖（1-1-2）擴展時候的連線示意圖。圖 11-1 基于USB接口的便攜式數(shù)字電路實驗裝置的連接示意圖圖 11-2擴展實驗時的連接示意圖第1.2節(jié) USB的產(chǎn)生背景及其發(fā)展歷程隨著計算機的廣泛應(yīng)用，計算機外設(shè)也在不斷更新。計算機接口負責(zé)計算機內(nèi)外設(shè)備之間的信息交換。由于外設(shè)種類繁

15、多，在設(shè)計計算機系統(tǒng)時，就必須預(yù)留出盡可能多的IO接口，這將造成系統(tǒng)成本過高，外設(shè)連接過于繁瑣。為了降低成本，各計算機廠商推出了自己的接口規(guī)范，產(chǎn)生了外設(shè)總線的概念，旨在提高各種外設(shè)接口的兼容性，同時實現(xiàn)外設(shè)的自動識別和配置。目前，在工業(yè)控制和儀表行業(yè)廣為使用的總線和接口標準主要有ISA，PCI，RS-232，RS-485等，它們各有各的缺點：或者傳輸速率低，或者不支持即插即用，安裝麻煩，或者擴展能力差，或者穩(wěn)定性差，或者功耗大，或者傳輸距離短，或者兼容性差。如果不采用新的總線和接口標準，儀器儀表行業(yè)的發(fā)展必將受到較大的制約。為了解決PC機在發(fā)展過程中所遇到的問題，1995年由Compaq、D

16、igital Equipment Corp。(現(xiàn)在屬于Compaq)、IBM等七個計算機與通信工業(yè)領(lǐng)先的公司組成的聯(lián)盟推出了一種新的總線標準USB(Universal Serial Bus，通用串行總線)。同一年，該聯(lián)盟建立了USB實施者論壇USB-IF(USBImplementers Forum)來加速USB標準的高質(zhì)量兼容設(shè)備的開發(fā)。在1996年，USBIF公布了USB規(guī)范1.0，這是第一個為所有的USB產(chǎn)品提出設(shè)計請求的標準。1998年，在進一步對以前版本的標準進行闡述和擴充的基礎(chǔ)上，發(fā)布了USB標準的11規(guī)范。而此時聯(lián)盟僅剩四個核心的成員公司，它們是Compaq、Intel、Micro

17、soft和NEC公司。由于USB的方向已偏離了通信的相關(guān)領(lǐng)域，使得IBM和Northern Telecom退出了該聯(lián)盟。這樣，也造成了目前應(yīng)用于電話的USB設(shè)備的發(fā)展仍然稍微緩慢一些。第三個版本的USB2.0是發(fā)布于1999年。此時，Hewlett、Packard Philips和Lucent三個公司加入了USB-IF聯(lián)盟，使得聯(lián)盟的核心成員數(shù)又重新恢復(fù)為七個。USB2.0在USBl.1的基礎(chǔ)上增加了高速數(shù)據(jù)傳輸模式。USB2.0將USB l1的傳輸速率提高了40倍達到了480Mbps，并且完全兼容USB l1。2001年12月，USB-IF公布了USB OTG(On-TheCo)補充條款，U

18、SB OTG作為USB2.0規(guī)范的補充，實現(xiàn)了在沒有USB主機的情況下，設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳送。USB OTG技術(shù)主要應(yīng)用于各種不同設(shè)備或移動設(shè)備間的聯(lián)接。USB接口自提出以來，憑借其即插即用，熱插拔，接口體積小巧，節(jié)省系統(tǒng)資源，傳輸可靠，提供電源，良好的兼容性，共享式通信和低成本等優(yōu)點，迅速在PC機接口領(lǐng)域流行，特別是USB20技術(shù)提出后，USB傳輸速率理論最高可達480Mbps，USB接口已成為目前PC機接E1的發(fā)展趨勢。同時可以預(yù)見，USB的應(yīng)用將會越來越廣泛，其傳輸速率也會越來越高。第1.3節(jié) 本課題研究意義和要求早期常見的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)一般通過傳統(tǒng)接121如RS232串口、并121或PCI總

19、線與PC機進行通信。串口連接方式簡單，但傳輸速度有限；并口傳輸方式的數(shù)據(jù)線連接復(fù)雜，傳輸距離較近，而且在Windows環(huán)境下開發(fā)消息驅(qū)動方式較麻煩；PCI總線已無法滿足PC機發(fā)展的速度，過多的IO接口也會增加芯片的成本，并且PCI擴展槽在PC機的內(nèi)部，應(yīng)用時需要打開機箱后蓋，不支持即插即用，使用非常不方便。本課題所設(shè)計研究的基于USB接口的便攜式數(shù)字電路實驗裝置，由于引入了USB這種新型的通信接口，使得整個系統(tǒng)不再那么龐大，且連接方便，支持即插即用，其數(shù)據(jù)傳輸速度遠遠高于普通的串口和并口，它的應(yīng)用對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計增添了亮點，也為USB外圍設(shè)備的開發(fā)增加了經(jīng)驗，本設(shè)計為以后USB接口應(yīng)用于類

20、似單片機、ARM嵌入式系統(tǒng)及DSP系統(tǒng)，提高數(shù)據(jù)傳輸速率，降低開發(fā)成本，減少硬件電路，節(jié)省電源等方面打開了新的局面。USB通用串行總線（Universal Serial BUS）易于使用、數(shù)據(jù)傳輸快速可靠、靈活、可支持多種設(shè)備同時連接，成本低、功耗低，目前已成為PC機的首選通信口，USB外設(shè)從鼠標、鍵盤、游戲手柄、音箱到優(yōu)盤、MODEN、網(wǎng)絡(luò)電話、掃描儀、數(shù)碼相機、攝像頭、顯示器、打印機等應(yīng)有盡有。此外，各種家用電器，如電視機、投影機、影碟機，各類 控制儀器儀表等，也紛紛將USB接口作為其標準接口，使得相互之間的連接更加方便、數(shù)據(jù)傳輸更加快捷。目前，帶USB總線的產(chǎn)品越來越多，其優(yōu)越性也更加顯

21、現(xiàn)，USB的應(yīng)用必將向著更深和更廣的方向發(fā)展。作為電子產(chǎn)品設(shè)計人員和電子愛好者，了解USB及其相關(guān)技術(shù)，進而將其應(yīng)用于自己的產(chǎn)品設(shè)計之中，無論是對于提高產(chǎn)品的性能，還是對于提高個人的設(shè)計水平，使之適應(yīng)現(xiàn)代電子技術(shù)發(fā)展的要求，都是十分重要的。第2章 系統(tǒng)分析第2.1節(jié) 硬件分析2.1.1. MCU控制核心的選擇與分析MCU控制芯片的選擇本系統(tǒng)是基于USB接口的便攜式數(shù)字電路實驗裝置，所以自帶USB硬件電路的控制芯片是最佳選擇，我們了解到MSP430F147、MSP430F148、MSP430F149均有此功能，所以他們均可使用，暫定于MSP430149作為控制芯片，其引腳圖如圖2-1-1所示，引

22、腳說明如表2-1-2所示。圖2-1-1 MSP430F147,MSP430148，MSP430149封裝和引腳圖引腳名稱序號I/0說明AVcc64模擬電源正端，只為ADC 和DAC 的模擬部分供電AVss62模擬電源負端，只為ADC 和DAC 的模擬部分供電DVcc1數(shù)字電源正端，為所有數(shù)字部分供電DVss63數(shù)字電源負端，為所有數(shù)字部分供電P1.0/TACLKP1.1/TA0P1.2/TAlP1.3/TA2P1.4/SMCLKP1.5/TA0P1.6/TAlP1.7/TA21213141516171819I/OI/OI/OI/OI/OI/OI/OI/O通用數(shù)字I/O引腳；Timer _A時鐘

23、信號TACLK輸入普通數(shù)字I/O引腳；Timer _A捕獲：CCIOA輸入；比較：OUT0輸出普通數(shù)字I/O引腳；Timer _A捕獲：CCI1A輸入；比較：OUT1輸出普通數(shù)字I/O引腳；Timer _A捕獲：CCI2A輸入；比較：OUT1輸出普通數(shù)字I/O引腳/SMCLK信號輸入普通數(shù)字I/O引腳；定時器A，比較：OUT0輸出普通數(shù)字I/O引腳；定時器A，比較：OUT1輸出普通數(shù)字I/O引腳；比較器A，比較：OUT2輸出P2.0/ACLK20I/O普通數(shù)字I/O引腳/ACLK輸出P2.1/TAINCLK21I/O普通數(shù)字I/O引腳/定時器A: 時鐘信號INCLK P2.2/CAOUT/TA

24、0P2.3/CA0/TalP2.4/CA1/TA2P2.5/RoscP2.6/ADCl2CLKP2.7/TA0222324252627I/OI/OI/OI/OI/OI/O普通數(shù)字I/O引腳/定時器A:捕獲:CCIOB輸入/比較器_A輸出普通數(shù)字I/O引腳；定時器A：比較：OUT l輸出/比較器_A輸入；比較器A輸入普通數(shù)字I/O引腳；定時器A：比較：OUT2輸出/比較器_A輸入；普通數(shù)字I/O引腳/定義DCO標稱頻率的外部電阻輸入普通數(shù)字I/O引腳/轉(zhuǎn)換時鐘-12位ADC 普通數(shù)字I/O引腳；定時器A，比較：OUT0輸出P3.0/STE0P3.I/SIMO0/DSDAP3.2/SOMIO282

25、930I/OI/OI/O普通數(shù)字I/O引腳/從發(fā)送使能-USART0/SPI方式普通數(shù)字I/O引腳/從輸入/主輸出-USART0/SPI方式普通數(shù)字I/O引腳/從輸入/主輸出-USART0/SPI方式P3.3/UCLK0P3.4/UTXD0P3.5/URXD0P3.6/UTXD1P3.7/UTXD1P4.0/TB0P4.1/TB1P4.2/TB2P4.3/TB3P4.4/TB4P4.5/TB5P4.6/TB6P4.7/TBCLK31323334353637383940414243I/OI/OI/OI/OI/OI/OI/OI/OI/OI/OI/OI/OI/O 普通數(shù)字I/O引腳/外部時鐘輸入-U

26、SART0/UART/SPI方式普通數(shù)字I/O引腳/發(fā)送數(shù)據(jù)輸出-USART0/ UART方式普通數(shù)字I/O引腳/發(fā)送數(shù)據(jù)輸入-USART0/ UART方式普通數(shù)字I/O引腳/發(fā)送數(shù)據(jù)輸出-USART1/ UART方式普通數(shù)字I/O引腳/接收數(shù)據(jù)輸入-USART1/ UART方式普通數(shù)字I/O引腳/Timer _B捕獲CCI0A CCI0B輸入比較OUT0輸出普通數(shù)字I/O引腳/Timer _B捕獲CCI1A CCI1B輸入比較OUT1輸出普通數(shù)字I/O引腳/Timer _B捕獲CCI2A CCI2B輸入比較OUT2輸出普通數(shù)字I/O引腳/Timer _B捕獲CCI3A CCI3B輸入比較OU

27、T3輸出普通數(shù)字I/O引腳/Timer _B捕獲CCI4A CCI4B輸入比較OUT4輸出普通數(shù)字I/O引腳/Timer _B捕獲CCI5A CCI5B輸入比較OUT5輸出普通數(shù)字I/O引腳/Timer _B捕獲CCI6A CCI6B輸入比較OUT6輸出普通數(shù)字I/O引腳/輸入時鐘TBCLK_Timer_B7P5.0P5.1P5.2P5.3P5.4/MCLK4445464748I/OI/OI/OI/OI/O普通數(shù)字I/O引腳/從發(fā)送使能- USART l/SPI模式方式普通數(shù)字I/O引腳/從輸入/主輸出USARTI/SPI方式普通數(shù)字I/O引腳/從輸出/主輸入-USART l/SPI方式普通數(shù)

28、字I/O引腳/外部時鐘輸入-USART1/UART/SPI方式，時鐘輸出USART1/SPI方式普通數(shù)字I/O引腳/主系統(tǒng)時鐘MCLK輸出P5.5/SMCLKP5.6/ACLK4950I/OI/O普通數(shù)字I/O引腳；次系統(tǒng)時鐘SMCLK輸出普通數(shù)字I/O引腳；輔助時鐘ACLK輸出P5.7/1TBOUTH P6.0/A0P6.1/AlP6.2/A2P6.3/A3P6.4/A4P6.5/A5P6.6/A6P6.7/A7/RST/NMITCKTDI/TCLKTDO/TDITMSVeREF+VREF+VREF-/VREF+XINXOUTXT2INXT20UT5159606123456585755545

29、610711895352I/OI/OI/OI/OI/OI/OI/OI/OI/OIIIII/OIOIIOIO通用數(shù)字I/O引腳/切換所有PWM輸出端口到高祖-Timer_B7 TB0到TB6普通數(shù)字I/O引腳；12位ADC 模擬輸入A0端普通數(shù)字I/O引腳；12位ADC 模擬輸入A1端普通數(shù)字I/O引腳；12位ADC 模擬輸入A2端普通數(shù)字I/O引腳；12位ADC 模擬輸入A3端普通數(shù)字I/O引腳；12位ADC 模擬輸入A4端普通數(shù)字I/O引腳；12位ADC 模擬輸入A5端普通數(shù)字I/O引腳，12位ADC 模擬輸入A6端普通數(shù)字I/O引腳，12位ADC 模擬輸入A7端 (BSL方式)復(fù)位輸入，非

30、屏蔽中端輸入端口或引導(dǎo)裝載程序啟動（Flash器件）測試時鐘TCK是用于器件編程測試或引導(dǎo)裝載程序啟動（Flash器件）時鐘輸入端口測試數(shù)據(jù)輸入或測試時鐘輸入，器件保護熔絲連接該引腳測試數(shù)據(jù)輸出端口，TDO/TDI數(shù)據(jù)輸出或編程數(shù)據(jù)輸入端口測試模式選擇；TMS用作芯片編程和測試的輸入端口ADC外部參考電壓輸入ADC內(nèi)部參考電壓的正輸出引腳內(nèi)部ADC參考電壓或者外加ADC參考電壓的負端晶振XT1的輸入端口，可以連接標準晶體或手表晶體晶振XT1的輸出端口晶振XT2的輸入端口，只能連接標準晶體晶振XT2的輸出端表2-1-2：MSP430F149引腳的說明MSP430的系統(tǒng)概述MSP430既能作為帶有

31、比較器的簡便低功耗控制器，又能作為完整的片上系統(tǒng)使用，其中包括多個高性能數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、接口和乘法器。Ti公司的MSP430系列是一種超低耗微控制器系列，由多種滿足不同需要的型號組成。該單片機功耗低，可使用戶的應(yīng)用系統(tǒng)長時間工作在電池供電系統(tǒng)中，其應(yīng)用系統(tǒng)可以做到用一枚電池使用10年。由于具有16位的體系結(jié)構(gòu)及16位的CPU數(shù)據(jù)處理能力和常數(shù)發(fā)生器，可使MSP430實現(xiàn)代碼率最大化。MSP430系列單片機采用矢量中斷，支持十多個中斷源，并可以任意嵌套，用中斷請求將CPU喚醒只要6us，通過合理編程，既以降低系統(tǒng)功耗，又可以對外部事件的請求做出快速響應(yīng)。低功耗模式時3（LPM3）時僅消耗1uA的電流

32、，（這個電流相當(dāng)于普通51單片機的I/O的漏電電流），低過系統(tǒng)中的運放和電源芯片的功耗。采用了目前流行的、頗受學(xué)術(shù)界好評的精簡指令集(RISC)結(jié)構(gòu)，一個時鐘周期可以執(zhí)行一條指令(傳統(tǒng)的MCS51 單片機要12個時鐘周期才可以執(zhí)行一條指令)，使MSP430 在8MHz晶振工作時，指令速度可達8MIPS(注意：同樣8MIPS 的指令速度，運算性能上16位處理器比8位處理器高遠不止兩倍)。它還具有豐富的模擬和數(shù)字接口，在數(shù)字接口方面。MSP430集成了通用的SPI，UART，12C接口；模擬接口方面，MSP430多數(shù)都集成了運放和DAC。MSP430內(nèi)部還內(nèi)建有DMA功能，在數(shù)據(jù)采集和傳輸過程中，

33、CPU可以休眠或者處理上一批數(shù)據(jù)。除此之外MSP430內(nèi)部還有16位的定時器（Timer），通過配置Timer的計數(shù)方式和門限，可以輸出一個PWM控制信號（從而可通過濾波獲得一個DAC輸出）；通過捕獲模式，可以使測量頻率的精度超過1Hz，也可以通過Timer設(shè)定采樣間隔來對內(nèi)部ADC定時采樣，從而最小化采樣抖動；同時可以利用Timer來收發(fā)UART的數(shù)據(jù)（應(yīng)用筆記SLAA078）MSP430內(nèi)兼的32*32的硬件乘法器使其看上去像一個超低功耗的DSP，乘加運算效率非常高?？梢杂行У貙崿F(xiàn)一些數(shù)字信號處理的算法(如FFT、DTMF等)MSP430F149單片機有以下特點：l 工作電壓范圍：1.83

34、.6Vl 超低功耗：活動模式：280uA,1MHz,2.2V待機模式：1.6uA關(guān)閉模式（RAM保持）：0.1uAl 5種省電模式l 從等待方式喚醒時間：6usl 16位RISC 結(jié)構(gòu)，125ns指令周期（8MHz工作方式）；l 通用串口支持SPI、SCI模式；l 帶內(nèi)部參考、采樣保持和自動掃描特性的12位A/D轉(zhuǎn)換器；l 有3個捕獲/比較寄存器的16位定時器Timer _A支持PWM和CAP功能；l 有7個捕獲/比較寄存器的16位定時器Timer _B支持PWM和CAP功能；l 片內(nèi)集成模擬比較器l 片上集成60KB的Flash和2KB的RAM同時提供256字節(jié)的信息Flash；l 串行在線

35、編程，無需外部編程電壓，安全熔絲可編程代碼保護MSP430F149:60KB+256字節(jié)Flash，2KB的RAM;l 可用封裝：64腳方形扁平封裝（QFP）。其典型應(yīng)用包括數(shù)據(jù)采集和處理，工業(yè)現(xiàn)場控制和常用儀器儀表等。除此以外MSP430具有簡單易用，編譯效率很高，結(jié)合C語言使用，使得程序的可讀性大大提高，從而更易保護。MSP430單片機都集成了較豐富的片內(nèi)外設(shè)。它們分別是看門狗（WDT）、模擬比較器A、定時器A（Timer_ A）、定時器B（Timer_ B）、串口0/1（USART0/1）、硬件乘法器、液晶驅(qū)動器、10位/12位ADC、I2C總線直接數(shù)據(jù)存儲（DMA）以及端口16（P1P

36、6）等外圍模塊的不同的組合。其中看門狗可以使程序失控時迅速復(fù)位；模擬比較器進行模擬電壓的比較，配合定時器可設(shè)計出A/D轉(zhuǎn)換器；16位定時器（Timer_ A和Timer_ B）具有較多的I/O端口，最多達6*8條I/O口線；P1、P2端口能夠接收外部上升沿或下降沿的中斷輸入；10位/12位硬件A/D轉(zhuǎn)換器具有較高的轉(zhuǎn)換速率，最高可達200Kbps,能夠滿足大多數(shù)數(shù)據(jù)采集應(yīng)用的需要；能直接驅(qū)動液晶多達160段；實現(xiàn)兩路12位D/A轉(zhuǎn)換；硬件I2C串行總線接口實現(xiàn)存儲器串行擴展；為了增加數(shù)據(jù)傳輸速度，而采用直接數(shù)據(jù)傳輸（DMA）模塊，減輕了CPU的功能。MSP430系列單片機包含以下主要功能部件。

37、MSP430系列單片機的CPU和通用微處理器基本相同，只是在設(shè)計上采用了面向控制的結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)。MSP430的內(nèi)核CPU結(jié)構(gòu)是按照精簡指令集合高透明的宗旨而設(shè)計，使用的指令有硬件執(zhí)行的內(nèi)核指令和基于現(xiàn)有硬件結(jié)構(gòu)的仿真指令，這樣可以提高指令執(zhí)行速度和效率，增強了MSP430的實時處理能力。MSP430的CPU的原理框圖如圖2-1-3所示。圖 21-3 MSP430 CPU結(jié)構(gòu)框圖經(jīng)過MAB(存儲器地址總線)、MDB（存儲器數(shù)據(jù)總線）、中斷服務(wù)及請求線與CPU相連。MSP430不同系列產(chǎn)品所包含外圍模塊的種類及數(shù)目可能不同。他們分別是以下一些外圍模塊的組合：時鐘模塊、看門狗、定時器A、定時器B、

38、比較器A、通用同步/異步串口0/1、硬件乘法器、液晶驅(qū)動器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)/模轉(zhuǎn)換、端口、基本定時器及DMA控制器等。MSP430 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖2-1-4。圖2-1-4 MSP430 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖MSP430F149單片機系列有6組I/O口：P1P6.每個I/O口都有8個可以獨立編程的引腳。MSP430F149單片機每個引腳都有第二功能，并且每個引腳可以單獨設(shè)置成輸入、輸出或者第二功能。同時,P1和P2口的每個引腳都可以單獨設(shè)置成中斷，其他P3P6不具中斷功能，并且都單獨可以設(shè)置成上升沿或者下降沿觸發(fā)中斷。P1口的所有引腳共用一個中斷向量，P2口的所有引腳也共用一個中斷向量，但他們

39、的優(yōu)先級和向量的地址不一樣。MSP430F149系列單片機的I/O接口都可以獨立編程設(shè)置，輸入輸出可以任意結(jié)合使用，P1和P2口的中斷功能可以單獨設(shè)置，有獨立的輸入輸出寄存器。Timer _A、Timer_ B、6個8位并行端口（其中P1、P2具有中斷功能）、模擬比較器COMPA-RATOR_A、12位A/D轉(zhuǎn)換器、2通道串行通信接口（通過軟件選擇UART/SPI模式）、1個硬件乘法器、1個Flash以及2KB的RAM。通用同步/異步收發(fā)器采用一個硬件，支持兩種通用串行總線模式：UART接口（異步模式）和SPI接口（同步模式）。我們可以根據(jù)寄存器UxCTL的SYNC位來選擇USART的工作模式

40、。在MSP430F149中有兩個相同的串行總線接口，可以分別或同時配置成兩種模式。SYNC為0時，USART工作在異步模式下，在異步模式下，USART通過URXD、UTXD這兩個引腳與外部系統(tǒng)連接。通用異步串口的數(shù)據(jù)格式通用異步串口數(shù)據(jù)格式包括起始位、7位或8位數(shù)據(jù)（軟件可選）、奇偶校驗位（軟件可選）、地址位（MM=1時有效）、1位或2位停止位（軟件可編程）。每位數(shù)據(jù)的周期通過所選擇的時鐘和波特率發(fā)生器來確定，一幀數(shù)據(jù)格式如圖2-1-5所示2-1-5 通用異步收發(fā)器的數(shù)據(jù)格式由UxBR1和UxBR0組成的16位計數(shù)器。在主機模式下，最大的波特率為BRCLk/2。在從機模式下，最大波特率為BRC

41、LK。因為分頻因子一般不是整數(shù)，所以用16位計數(shù)器來調(diào)整整數(shù)部分，而小數(shù)部分則通過 UxMCTL 寄存器來微調(diào)。分頻因子 N=UBR+（M7+M6+M5+M4+M3+M2+M1+M0）/8,其中UBR為16位數(shù)據(jù)值。而M x為調(diào)整寄存器UxMTCL中的各數(shù)據(jù)位。 波特率=BRCL K/N=BRCLK/UBR+(M7+M6+M5+M4+M3+M2+M1+M0)/8。MSP430系列有OPT型、Flash型和ROM型三種器件。這些器件的開發(fā)手段不同，MSP430系列單片機使用以Flash型為主。OPT型和ROM的器件是大量生產(chǎn)產(chǎn)品時,由用戶提供符合燒寫格式的代碼芯片給生產(chǎn)廠家，然后再燒寫到內(nèi)部存儲

42、器里，這樣可大大降低系統(tǒng)成本；Flash型則有十分方便的開發(fā)調(diào)試環(huán)境，器件內(nèi)有JTAG調(diào)試接口，還有可電擦寫的Flash存儲器，因此采用先下載程序到Flash內(nèi)，再在器件內(nèi)通過軟件控制程序的運行，有JTAG接口讀寫的片內(nèi)信息供設(shè)計者調(diào)試使用的方法進行開發(fā)。該JTAG調(diào)試器集仿真和編程功能于一體。以FLASH 技術(shù)、JTAG調(diào)試、集成開發(fā)環(huán)境結(jié)合的開發(fā)方式，具有方便、廉價、實用等優(yōu)點，在單片機開發(fā)中還較為少見。其他系列單片機的開發(fā)一般均需要專用的仿真器或編程器。MSP430的存儲器的存儲程序、數(shù)據(jù)以及外圍模塊的運行控制信息，有程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器。對程序存儲器訪問總是以字節(jié)形式取得代碼，而對數(shù)

43、據(jù)可以用字（16位）或字節(jié)方式訪問。其中，MSP430系列單片機的程序存儲器有ROM、OTP、EPROM和Flash型。MSP430系列的單片機的存儲空間采用的是馮.諾依曼結(jié)構(gòu),它的Flash和RAM同一地址空間，位于0000HFFFFH范圍內(nèi)。在此范圍內(nèi)分別有SFR、外圍模塊存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、程序存儲器和中斷向量表。圖2-1-6所示為MSP430F149的存儲器結(jié)構(gòu)圖。通過簡易仿真器JTAG下載程序到芯片里面，一般是從0FFDFH開始向下存儲的。對于寄存器的地址，如果是用C語言進行編程，則可以不用關(guān)心地址，這些都可以在C語言的頭文件中查到。圖2-1-6 MSP430F149的存儲器結(jié)構(gòu)圖M

44、SP430F149中的Flash有N段主存儲器和每段128字節(jié)的兩段信息存儲器（A和B），主存儲器每段長512字節(jié)；段0N可以一步擦除，也可以每段分別擦除；段A和段B可以分別擦除，或與段0N作為一組擦除；安全熔絲燒斷是不可逆的，然后對JTAG進一步訪問無效；編程/擦除電壓內(nèi)部產(chǎn)生，無需任何外部器件，但VCC電源電流增大；編程擦除時間由閃速存儲器中的硬件控制，無需軟件干涉；控制硬件作為閃速定時發(fā)生器，其輸入頻率應(yīng)處于合適的頻率范圍，并一直保持到編程和擦除操作完成；在編程擦除操作時間，沒有代碼能從程序存儲區(qū)執(zhí)行，此時必須通過設(shè)置GIE、NMIIE、ACCVIE和OFIE位為0來禁止所有中斷。如果不

45、禁止中斷也可能使程序以為跑飛；未編程的新器件在信息存儲器中可能有一些已經(jīng)編程的字節(jié)（用于生產(chǎn)測試），在首次使用時應(yīng)該執(zhí)行一次擦除操作。上電復(fù)位后，系統(tǒng)時鐘是有內(nèi)部數(shù)字震蕩器提供的，用戶可以根據(jù)自己的需要改變系統(tǒng)時鐘源。首先由DCO_CLK 啟動CPU，以保證程序從正確的位置開始執(zhí)行，而保證晶體振蕩器有足夠的起振及穩(wěn)定時間。然后軟件可設(shè)置適當(dāng)?shù)募拇嫫鞯目刂莆粊泶_定最后的系統(tǒng)時鐘頻率。如果晶體振蕩器在用做CPU 時鐘MCLK時發(fā)生故障，DCO就會自動啟動，以保證系統(tǒng)正常工作。這種結(jié)構(gòu)和運行機制，在目前各系列單片機中是絕無僅有的。JTAG 仿真接口采用2X7 標準插座，可以直接通過仿真器排線與該接口

46、相連，兼容TI 官方標準，任何標準的第三方仿JTAG 仿真器接口均可使用。JTAG 仿真接口管腳定義如下圖2-1-7所示。圖2-1-7 JTAG 仿真接口管腳定義圖使用仿真器時，一定要退出BSL下載模式，也就是BSL- Config上跳線帽要斷開，一般來講，斷開TCK和RTS跳線帽、RESET和DTR跳線帽，具體位置請看底板的BSL- Config排針旁邊的標注。如果不斷開的話，可能導(dǎo)致仿真器無法連接。第2.2節(jié) 軟件分析2.2.1. 軟件選擇與分析由于Labview可用于高效的設(shè)計應(yīng)用、仿真、仿真數(shù)據(jù)和真時測量之間的比較，將Labview和測量工具集成于附加的設(shè)計和仿真工具中，在設(shè)計過程中就

47、可以將真實的測試工具與仿真模型進行比較，從而發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的缺陷、減少重復(fù)設(shè)計、提高產(chǎn)品質(zhì)量。虛擬儀器由計算機、軟件、模塊式硬件組成，這些軟硬件組合并它配置后模擬了傳統(tǒng)的硬件儀器功能。Labview由于其功能是由用戶軟件定義的，所以虛擬儀器功能非常靈活、強大而又經(jīng)濟，如Labview結(jié)合了簡單易用的圖形式開發(fā)環(huán)境與強大的G編程語言，提供了一個非常直觀的編程環(huán)境：有專為大型應(yīng)用開發(fā)、集體開發(fā)及應(yīng)用編程設(shè)計的附加開發(fā)工具，包括應(yīng)用程序生成器、圖形比較、源代碼控制、程序碼編寫指導(dǎo)及復(fù)雜矩陣運算的編寫等功能。除此以外Labview還是一種用于測量和自動化特定應(yīng)用程序開發(fā)環(huán)境，一種用來快速設(shè)計工業(yè)原型和應(yīng)用

48、程序的高度交互式的開發(fā)環(huán)境。同時Labview還實現(xiàn)了對FPGA等硬件的支持，實際上是一個硬件設(shè)計工具。測量和自動化程序在處理與通用程序一樣的問題（如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法、文件I/O、網(wǎng)絡(luò)I/O、用戶I/O和數(shù)據(jù)庫存取、打印等）的同時，還要處理額外的問題（如物理I/O、實時性約束和硬件配置等）適合課題的要求。其儀器結(jié)構(gòu)如圖2-2-1所示。圖2-2-1虛擬儀器結(jié)構(gòu)2.2.2. Labview的系統(tǒng)概述LabVIEW是Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench的縮寫，它是一個使用圖形符號來編寫程序的編程環(huán)境。是一個功能強大的仿真工具，常用于從外

49、部數(shù)據(jù)源獲取數(shù)據(jù)，并擁有眾多與這些功能實現(xiàn)相關(guān)的VI。LabVIEW可以通過GPIB總線實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。它不同于傳統(tǒng)的編程語言，如C語言，C+或JAVA，這些語言使用文本方式編程。是一種圖標代替文本行創(chuàng)建應(yīng)用程序的圖形化編程語言。然而，LabVIEW不僅僅是一種編程語言，它還是為科學(xué)家和工程師等設(shè)計的一種編程開發(fā)環(huán)境和運行系統(tǒng)，編程知識這些人工作的一部分。主要以框圖形式編寫程序，用于數(shù)據(jù)采集、儀器控制等領(lǐng)域，作為一個比較完整的軟件開發(fā)環(huán)境，它為我們提供了實現(xiàn)儀器編程和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的簡化方法，可以大大提高工作效率。綜上Labview有以下特點(1) 直觀、易學(xué)易用。與Visual C+、Visu

50、al Basic等計算機編程語言相比，圖形化編程工具Labview有一個重要的不同點：不需要采用以基本文本行的形式產(chǎn)生代碼行，而是用圖形化編程語言G語言編寫程序；產(chǎn)生的程序是框圖的形式，用框圖代替了傳統(tǒng)的程序代碼所以在很短的時間內(nèi)被掌握并應(yīng)用的實踐中去，是特別適合硬件工程師、實驗室技術(shù)人員、生產(chǎn)線工藝技術(shù)人員的學(xué)習(xí)和使用。（2）通用編程系統(tǒng)Labview的功能并沒有因圖形化編程而受到限制，依然具有通用編程系統(tǒng)的特點。Labview有一個可完成任何編程任務(wù)的龐大的函數(shù)庫。該函數(shù)包括數(shù)據(jù)采集、GPIB、串口控制、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)顯示及數(shù)據(jù)存儲等。Labview還有設(shè)置斷點、以動畫方式顯示數(shù)據(jù)及其通過

51、程序的結(jié)果、單步執(zhí)行等，便于程序的調(diào)試。Labview的動態(tài)連續(xù)跟蹤方式，可以連續(xù)動態(tài)的觀察程序中的數(shù)據(jù)及其變化情況，比其他語言的開發(fā)環(huán)境更方便有效。（3）模塊化。Labview的模塊化主要體現(xiàn)在兩個方面。首先，Labview中使用的基本節(jié)點和函數(shù)等就是一個個小的模塊，可以直接使用；另外，由Labview編寫的程序虛擬儀器模塊，除了作為獨立程序運行外，還可作為另一個虛擬儀器模塊的子模塊（即子VI）供其他模塊的程序使用。一個完整的LabVIEW程序包括三個主要的組成部分，即前面板、框圖和圖標。其圖如圖2-2-2所示。簡單的說，前面板是一個窗口，用戶通過它與程序交互。當(dāng)運行VI時，必須打開前面板，

52、以便向執(zhí)行程序輸入數(shù)據(jù)。前面板主要由控件和指示器組成，控件可以讓用戶輸入數(shù)值，向VI的框圖提供數(shù)據(jù)。指示器顯示由程序產(chǎn)生的輸出信息。用戶可以使用鼠標和鍵盤進入輸入，然后在屏幕上觀察程序產(chǎn)生的結(jié)果?？驁D保存LabVIEW VI的圖形源代碼，由LabVIEW的圖形化編程語言構(gòu)成?？驁D是實際可以執(zhí)行的程序，前面板上的對象對應(yīng)于框圖上的終端，這樣數(shù)據(jù)可以從用戶傳送到程序及再傳回用戶。圖標是VI的圖形表示，用于把LabVIEW程序變成一個子程序，以便在其他程序中調(diào)用。所有的 labVIEW 應(yīng)用程序都是由前面板、流程圖以及圖框三部分組成（1）前面板：是圖形用戶界面，用戶輸入控制和輸出顯示來構(gòu)成?？刂剖怯?/p>

53、戶輸入數(shù)據(jù)到程序的接口，而顯示是輸出程序產(chǎn)生的數(shù)據(jù)接口?？刂坪惋@示是用各種圖形形式顯示在前面板，具體表現(xiàn)為：旋鈕、開關(guān)、圖形圖標以及其他控件和顯示的對象等，這使用戶界面更加直接觀察和理解。圖2-2-2 Labview的開發(fā)窗口(2) 程序框圖：由節(jié)點、端點、圖框和連接線四種元素構(gòu)成。如圖2-2-3所示。LabVIEW 有兩種節(jié)點類型，函數(shù)節(jié)點和子VI節(jié)點。LabVIEW 以編譯好的機器代碼供用戶使用，而子VI節(jié)點是以圖形語言形式提供給用戶，用戶可訪問和修改任一子VI的節(jié)點代碼，但無法對函數(shù)節(jié)點進行修改。圖2-2-3 程序編輯框圖圖框是labVIEW實現(xiàn)程序結(jié)構(gòu)控制命令的圖形表示。如循環(huán)控制和順

54、序控制等，編程人員可以使用它們控制VI程序的執(zhí)行方式。代碼接口節(jié)點是框圖程序與用戶提供C語言文本程序的接口。2.2.3. 實驗項目VI的設(shè)計步驟LabVIEW的圖形化程序設(shè)計是基于現(xiàn)代軟件的面向?qū)ο蠹夹g(shù)和數(shù)據(jù)流技術(shù)而發(fā)展起來的。下面按步驟說明進行圖形化的程序設(shè)計：(1) 建立方案：選用LabVIEW軟件，可以構(gòu)建虛擬儀器，而不是編寫程序。有了交互式控制的軟件系統(tǒng)，用戶可以很方便地建立其前面板接口。為了實現(xiàn)具體的功能，用戶利用向?qū)О蚜鞒虉D組合在一起。(2) 建立前面板：用戶從控件選板上選擇需要的對象，放在虛擬儀器的前面板上。控件選板上的對象包括數(shù)字顯示、表頭、壓力計、熱敏計外殼、表、圖片等。當(dāng)虛

55、擬儀器完成以后，就能在虛擬儀器工作時利用前面板中去控制整個系統(tǒng)。 (3) 構(gòu)建圖形化的流程圖：對虛擬儀器進行程序設(shè)計，用戶不必擔(dān)心很多傳統(tǒng)程序設(shè)計所需的語法細節(jié)，而可自己構(gòu)建流程圖。從函數(shù)選板上選擇對象，并用線將它們連接起來以便數(shù)據(jù)進行傳遞。函數(shù)選板上的對象包括簡單的數(shù)學(xué)運算、高級數(shù)據(jù)采集和分析方法、以及網(wǎng)絡(luò)和文件輸入輸出操作。(4) 數(shù)據(jù)流程序設(shè)計：LabVIEW用一種精巧的數(shù)據(jù)流程序設(shè)計模式把用戶從文本式語言的線形化方式構(gòu)建程序的辦法中解放出來。LabVIEW軟件是一個多任務(wù)系統(tǒng)，具有多線程功能并運行多個虛擬儀器。(5) 模塊化和層次：LabVIEW虛擬儀器實行模塊化設(shè)計，因而任何虛擬儀器

56、既能獨立運行，又能被用作其他虛擬儀器的一部分。甚至可以創(chuàng)建自己的虛擬儀器圖標，因而可以設(shè)計由虛擬儀器構(gòu)成的多層系統(tǒng)。 (6) 圖形編輯器：在許多場合、程序運行速度都非常關(guān)鍵。LabVIEW軟件是唯一的帶有編輯器的圖形化編程環(huán)境、可以產(chǎn)生最優(yōu)化的代碼。利用內(nèi)置的繪圖器，甚至能夠?qū)εc時間非常關(guān)鍵的代碼部分進行分析和優(yōu)化。圖形化程序設(shè)計編程簡單、直觀、開發(fā)效率高。第3章 系統(tǒng)設(shè)計第3.1節(jié) 硬件電路設(shè)計3.1.1. 整體硬件電路概述基于USB接口的便攜式數(shù)字電路實驗裝置的硬件電路主要由供電電路，控制單元外圍電路，人機顯示電路，與上位機通信電路等。供電電路是由USB 電路5V供電，由于控制MSP430F149是1.8v3.6v供電，其芯片內(nèi)部集成了穩(wěn)壓芯片，但是外輸功率有限，考慮到外圍還有很多其他電子電器，所以供電電路中外加一片5V和3.3V的穩(wěn)壓芯片LM7805穩(wěn)壓為5V給外圍電路，再用SPX1117芯片穩(wěn)壓得到3.3