MSP430單片機(jī)最小系統(tǒng)

PAGEPAGE16第八章MSP430F249單片機(jī)最小系統(tǒng)8.1MSP430單片機(jī)下載方式當(dāng)單片機(jī)程序利用IAR開(kāi)發(fā)環(huán)境編譯和proteus仿真通過(guò)以后，還需要把程序生成的二進(jìn)制代碼燒錄進(jìn)單片機(jī)內(nèi)部閃存中運(yùn)行，這個(gè)過(guò)程稱為下載或者編程。MSP430單片機(jī)支持多種FLASH編程方法：BSL和JTAG。其中BSL是啟動(dòng)加載程序(BootStrapLoader)的簡(jiǎn)稱，該方法允許用戶通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的RS-232串口訪問(wèn)MSP430單片機(jī)的FLASH和RAM。在單片機(jī)的地址為(0C00H-1000H)的ROM區(qū)內(nèi)存放了一段引導(dǎo)程序，給單片機(jī)的特定引腳加上一段特定的時(shí)序脈沖，就可以進(jìn)入這段程序，讓用戶讀寫(xiě)、擦除FLASH程序。通過(guò)BSL無(wú)條件擦除單片機(jī)閃存，重新下載程序，還可以通過(guò)密碼讀出程序。另外一種下載程序的方式為JTAG(JointTestActionGroup，聯(lián)合測(cè)試行動(dòng)小組)，JTAG是一種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試協(xié)議，主要用于芯片內(nèi)部測(cè)試及對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真、調(diào)試。JTAG技術(shù)是一種嵌入式調(diào)試技術(shù)，它在芯片內(nèi)部封裝了專門的測(cè)試電路TAP（TestAccessPort，測(cè)試訪問(wèn)口），通過(guò)專用的JTAG測(cè)試工具對(duì)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試。目前大多數(shù)比較復(fù)雜的器件都支持JTAG協(xié)議，如ARM、DSP、FPGA器件等。標(biāo)準(zhǔn)的JTAG接口是4線：TMS、TCK、TDI、TDO，分別為測(cè)試模式選擇、測(cè)試時(shí)鐘、測(cè)試數(shù)據(jù)輸入和測(cè)試數(shù)據(jù)輸出。目前JTAG接口的連接有兩種標(biāo)準(zhǔn)，即14針接口和20針接口，MSP430單片機(jī)使用的是14針的接口，其定義分別如表8-1所示。表8-114針JTAG接口定義引腳名稱描述管腳編號(hào)功能說(shuō)明2、4VCC電源9GND接地11nTRST系統(tǒng)復(fù)位信號(hào)3TDI數(shù)據(jù)串行輸入7TMS測(cè)試模式選9TCK測(cè)試時(shí)鐘1TDO測(cè)試數(shù)據(jù)串行輸6、8、10、12NC未連接下面分別介紹BSL和JTAG方式下編程器設(shè)計(jì)，可以用在實(shí)際系統(tǒng)編程中。8.2BSL編程器原理啟動(dòng)程序載入器(BootStrap)是一種編程方法，允許通過(guò)串行連接和MSP430通訊，在FlashMemory被完全擦除時(shí)也能正常工作。MSP430的啟動(dòng)程序載入器(Bootstrap)在單片機(jī)正常復(fù)位時(shí)不會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，當(dāng)需要對(duì)單片機(jī)下載程序代碼時(shí)候，對(duì)RST/NMI和TEST引腳設(shè)置特殊的順序。當(dāng)MSP430單片機(jī)的TEST引腳為低電平而RST/NMI引腳有上升沿時(shí)，用戶程序從位于內(nèi)存地址0FFFEh復(fù)位向量開(kāi)始執(zhí)行，用戶程序正常啟動(dòng)，如圖8-1所示圖8-1MSP430單片機(jī)正常啟動(dòng)復(fù)位時(shí)序信號(hào)當(dāng)TEST引腳出現(xiàn)至少兩個(gè)跳變沿，當(dāng)TEST為高電平而RST引腳出現(xiàn)高電平，如圖8-2所示啟動(dòng)程序載入器(Bootstrap)所需的時(shí)序時(shí)，單片機(jī)進(jìn)入啟動(dòng)程序載入器工作方式。圖8-2MSP430單片機(jī)進(jìn)入BSL時(shí)序信號(hào)使用TEST和RST/NMI腳調(diào)用啟動(dòng)程序載入器(BootStrap)后，通訊可以用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的異步串口協(xié)議確定。用MSP430的P1.1口BSLTX傳輸數(shù)據(jù)，P2.2口BSLRX接收數(shù)據(jù)。UART設(shè)置為波特率9600，8位數(shù)據(jù)位，偶校驗(yàn)，1位停止位。詳細(xì)的通信協(xié)議細(xì)節(jié)請(qǐng)參考TI的數(shù)據(jù)手冊(cè)?？紤]到大部分計(jì)算機(jī)已經(jīng)沒(méi)有獨(dú)立的串行口，必須利用USB接口實(shí)現(xiàn)BSL功能，下面介紹一種USB接口的BSL下載器的硬件設(shè)計(jì)。如圖8-3所示。圖8-3USB接口BSL下載器原理圖圖8-43.3V電源電路圖圖8-3中USB插座的1、2、3、4腳分別為5v電源，D-和D+差分信號(hào)線，地線。5、6腳為插座外殼接地引腳。電腦可通過(guò)1腳提供5V電源，由于PL2303為3.3V供電，這里使用一顆AMS1117-3.3，為5V轉(zhuǎn)3.3V穩(wěn)壓芯片，用于將USB接口提供的5V轉(zhuǎn)換成PL2303芯片所需的電壓，如圖8-4所示，PL2303是一種高度集成的RS232-USB接口轉(zhuǎn)換器，可提供一個(gè)RS232全雙工異步串行通信裝置與USB功能接口轉(zhuǎn)換。該器件內(nèi)置USB功能控制器、USB收發(fā)器、振蕩器和帶有全部調(diào)制解調(diào)器控制信號(hào)的UART，只需外接幾只電容就可實(shí)現(xiàn)USB信號(hào)與RS232信號(hào)的轉(zhuǎn)換，所有工作全部由芯片自動(dòng)完成，使用者無(wú)需考慮固件設(shè)計(jì)。在通過(guò)BSL下載時(shí)，DTR連接430的RESET，RTS連接430的TCK，TXD連接單片機(jī)的P2.2，RXD連接單片機(jī)的P1.1。通過(guò)下載軟件如MSPFET，可以實(shí)現(xiàn)bootstrap規(guī)定的時(shí)序要求，具體使用方式如下：利用IAR開(kāi)發(fā)軟件生成TI公司規(guī)定的txt格式下載文件，右鍵單擊project中的工程名，選擇options，在output中選擇msp430-txt，如圖8-5所示。保存配置并重新編譯，在工程debug\exe目錄下可以找到下載文件。圖8-5IAR生成MSP430-txt編程文件配置2）打開(kāi)MSPFET軟件，做如下設(shè)置，如圖8-6所示，并選擇芯片型號(hào)為MSP430F149。圖8-6MSPFET配置打開(kāi)編程txt文件，首先，點(diǎn)擊ERASE擦除芯片上原有的程序；第二步，點(diǎn)擊PROGRAM即可下載，如圖8-7所示。圖8-7MSPFET下載示意圖8.3JTAG下載器電路通過(guò)電腦的并行端口實(shí)現(xiàn)MSP430單片機(jī)的JTAG端口編程和調(diào)試，對(duì)于初學(xué)者是一種成本較低的方案，下面介紹用電腦的并行口實(shí)現(xiàn)JTAG編程，但是在用JTAG燒斷保密熔絲后，要再想修改閃存程序，就只能用BSL方法了。圖8-8并口JTAG下載器電路原理圖圖8_8中，74HC244為一顆8通道緩沖芯片，將A1~A8緩沖輸出到Y(jié)1~Y8，JP4為標(biāo)準(zhǔn)的14芯MSP430單片機(jī)的JTAG接口。通過(guò)該接口通過(guò)14芯排線連接到單片機(jī)開(kāi)發(fā)板的JTAG插座，即可實(shí)現(xiàn)單片機(jī)程序的下載和實(shí)時(shí)仿真調(diào)試功能。具體設(shè)置如下，在IAR軟件中右鍵單擊project中的工程名，選擇options->Debugger，在Driver選項(xiàng)中選擇FETDebugger，如圖8-9所示。圖8-9IAR的調(diào)試器配置圖8-10IAR的FET調(diào)試器并口配置 然后在圖8-10中選擇FETDebugger，選擇connection中的TexasInstrumentLPT-I。即選擇電腦的并口作為下載口，確定后即可開(kāi)始程序的下載和調(diào)試。8.4MSP403F149單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)前面的章節(jié)中，我們主要采用MSP403F249作為仿真器件詳述了單片機(jī)內(nèi)部功能和外部擴(kuò)展電路的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，本節(jié)主要介紹實(shí)用的單片機(jī)小系統(tǒng)開(kāi)發(fā)板的硬件設(shè)計(jì)，可以作為單片機(jī)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)使用。在選擇單片機(jī)型號(hào)時(shí)，由于市面上MSP403F149較為常用且購(gòu)買容易，且與MSP403F249功能基本相同，管腳也兼容，因此選擇MSP403F149作為單片機(jī)最小系統(tǒng)的主芯片。該單片機(jī)的特點(diǎn)如下：1.8V～3.6V超寬供電電壓5種低功耗模式，從standby模式喚醒時(shí)間小于6μs0.1uARAM保持0.8uA實(shí)時(shí)時(shí)鐘模式2KRAM，60KB+256BFlashMemory（支持IAP）片內(nèi)硬件乘法器支持四種乘法運(yùn)算兩個(gè)具有PWM輸出單元的16-Bit定時(shí)器（TimerA3，TimerB7）兩個(gè)UART接口，兩個(gè)SPI接口（與UART復(fù)用）一個(gè)8通道12-Bit模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，具有片內(nèi)參考電壓源一個(gè)模擬比較器，看門狗電路等開(kāi)發(fā)板可使用的資源如下：兩種可選供電方式（標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)壓器接口、USB接口）符合TI標(biāo)準(zhǔn)的14芯JTAG仿真調(diào)試端口蜂鳴器18B20單芯片12-Bit高精度溫度傳感器12-Bit模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）接口和單路輸出10-Bit數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）標(biāo)準(zhǔn)的1602液晶接口和標(biāo)準(zhǔn)的12864液晶接口六位共陰極動(dòng)態(tài)掃描數(shù)碼管電路RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘+紐扣電池IIC接口的EEPROM4×4的矩陣式鍵盤標(biāo)準(zhǔn)的RS232接口和RS485接口含8個(gè)LED的流水燈電路（紅、黃、綠）1）單片機(jī)電路圖8-11中MSP430F149單片機(jī)外接Y1和Y2晶振，分別為32.768KHz和8MHz，給單片機(jī)提供低速晶體振蕩器和高速晶體振蕩器，以滿足不同的應(yīng)用對(duì)速度和功耗的要求。P3是標(biāo)準(zhǔn)的14芯JTAG接口，用于單片機(jī)的程序下載和實(shí)時(shí)仿真調(diào)試。R1、R2、C1組成RC復(fù)位電路，當(dāng)給開(kāi)發(fā)板供電時(shí)，提供一個(gè)延遲的低電平給單片機(jī)的RST端口，S1為按鍵復(fù)位。C9~C13為0.1μF瓷片電容，這些電容分別為單片機(jī)電源VCC、模擬電源AVCC和ADC的參考電源VREF提供退耦，提高單片機(jī)系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性，值得注意的是這些退耦電容的放置必須靠近單片機(jī)的對(duì)應(yīng)的電源引腳，和這些引腳的連線盡可能的短。R5為一個(gè)0歐姆電阻，用于數(shù)字電源的地和模擬電源的地之間的隔離，這種設(shè)計(jì)方法是用于將數(shù)字電路部分和模擬電路部分的地線分開(kāi)，減少數(shù)字部分對(duì)模擬部分的干擾。P1為雙排插座，將單片機(jī)的部分端口引出，可用于外部器件的擴(kuò)展。圖8-12為單片機(jī)電源部分，外接電源通過(guò)AMS1117-3.3提供單片機(jī)及其他部分所需的3.3V電源。圖8-11MSP430F149單片機(jī)電路圖8-12MSP430F149電源電路2）RS232串行口電路這里選用MAX3232作為單片機(jī)串行口轉(zhuǎn)換芯片，MAX3232是一款3.0V~5.5V供電、低功耗的RS232收發(fā)器，支持高達(dá)1Mbps的通信速率，僅需要四個(gè)0.1uF的電容作為外部元件即能工作。單片機(jī)與MAX3232連接電路圖如圖8-13所示。圖8-13MSP430F149與MAX3232的連接電路圖MSP430F149片內(nèi)集成了兩個(gè)UART端口，這里使用了它的UART0端口，單片機(jī)通過(guò)UTXD0(P3.4)向PC機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，通過(guò)URXD0(P3.5)接收來(lái)自PC機(jī)的數(shù)據(jù)。在TX線上有一個(gè)紅色LED，RX線上有一個(gè)綠色LED，當(dāng)單片機(jī)通過(guò)MAX3232與PC機(jī)通信時(shí)，兩個(gè)LED會(huì)根據(jù)通信線上電平的變化而閃爍發(fā)光，指示通信的進(jìn)行。如果不用作UART通信，則當(dāng)P3.4和P3.5用于通用輸入輸出端口時(shí)，P3.4和P3.5連接的標(biāo)號(hào)為D10和D11的兩個(gè)LED可以作為通用LED使用。3）RS485接口電路RS-232串行口通信距離和速度都比較低，當(dāng)要求通信距離為幾十米到上千米時(shí)，廣泛采用RS-485串行總線標(biāo)準(zhǔn)。RS-485采用平衡發(fā)送和差分接收，具有抑制共模干擾的能力?？偩€收發(fā)器具有高靈敏度，能檢測(cè)低至200mV的電壓，傳輸?shù)牟罘中盘?hào)能在千米以外得到恢復(fù)。RS-485采用半雙工工作方式，任何時(shí)候只能有一點(diǎn)處于發(fā)送狀態(tài)，因此，發(fā)送電路須由使能信號(hào)加以控制。RS-485用于多點(diǎn)互連時(shí)非常方便，可以省掉許多信號(hào)線。應(yīng)用RS-485可以聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成分布式系統(tǒng)。這里單片機(jī)開(kāi)發(fā)板選擇MAXIM公司的MAX485。MAX485是用于RS-485與RS-422通信的低功耗收發(fā)器，通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)1Km，器件中具有一個(gè)驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)接收器?？梢詫?shí)現(xiàn)最高2.5Mbps的傳輸速率。采用單一電源+5V工作，額定電流為300μA，采用半雙工通訊方式。它完成將TTL電平轉(zhuǎn)換為RS-485電平的功能。MAX485芯片的結(jié)構(gòu)和引腳都非常簡(jiǎn)單，內(nèi)部含有一個(gè)驅(qū)動(dòng)器和接收器。RO和DI端分別為接收器的輸出和驅(qū)動(dòng)器的輸入端，與單片機(jī)連接時(shí)只需分別與單片機(jī)的RXD和TXD相連；/RE和DE端分別為接收和發(fā)送的使能端，當(dāng)/RE為邏輯0時(shí)，器件處于接收狀態(tài)；當(dāng)DE為邏輯1時(shí)，器件處于發(fā)送狀態(tài)，因?yàn)镸AX485工作在半雙工狀態(tài)，所以只需用單片機(jī)的一個(gè)管腳控制這兩個(gè)引腳即可；A端和B端分別為接收和發(fā)送的差分信號(hào)端，當(dāng)A引腳的電平高于B時(shí)，代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為1；當(dāng)A的電平低于B端時(shí)，代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為0。同時(shí)將A和B端之間加匹配電阻，用來(lái)抑制信號(hào)反射，一般可選120Ω的電阻。圖8-14MSP430F149與MAX485的連接電路在圖8-14中，將MAX485的RE引腳與DE引腳連接在一起，通過(guò)單片機(jī)的P3.3端口可以直接控制收發(fā)模式。當(dāng)P3.3輸出高電平時(shí)，MAX485處于發(fā)送數(shù)據(jù)模式；當(dāng)P3.3輸出低電平時(shí)，MAX485處于接收數(shù)據(jù)模式。4）EEPROM電路在實(shí)際的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，為了保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)，經(jīng)常需要將系統(tǒng)斷電之前的工作狀態(tài)與重要運(yùn)行數(shù)據(jù)保存在非易失存貯器中，以便在下次開(kāi)機(jī)時(shí)，能恢復(fù)到原來(lái)的工作狀態(tài)。針對(duì)這種保存的數(shù)據(jù)量不大和存儲(chǔ)速度要求不高的特點(diǎn)，可采用Atmel公司出品的一款高性能接口的AT24C02的EEPROM芯片，它采用兩線串行接口(I2C)是通過(guò)二根線(SDL與SCL)與外部I2C控制器交換數(shù)據(jù)。簡(jiǎn)化了與單片機(jī)的連接，工作電壓2.7V~5.5V，存儲(chǔ)容量256×8-Bit即2K字節(jié)，支持100萬(wàn)次的擦寫(xiě)，數(shù)據(jù)能有效保持100年。單片機(jī)與AT24C02的連接關(guān)系示意圖如圖8-15所示。圖8-15單片機(jī)與AT24C02的連接電路圖單片機(jī)的通用輸入輸出端口P6.6、P6.7與AT24C16的SCL、SDA端口相連接構(gòu)成I2C總線，因?yàn)镸SP430F149內(nèi)部沒(méi)有專用的I2C接口電路，所以只能用IO端口來(lái)模擬I2C時(shí)序從而實(shí)現(xiàn)對(duì)EEPROM的讀寫(xiě)操作，可以用于用戶的數(shù)據(jù)掉電保存。5）實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路實(shí)時(shí)時(shí)鐘(RTC)是一個(gè)由外部晶體振蕩器獲取時(shí)鐘信號(hào)，向單片機(jī)等系統(tǒng)提供表示的時(shí)間和日期的數(shù)據(jù)的器件。單片機(jī)和RTC間的通信可通過(guò)并行口也可通過(guò)串行口。這里選擇Dallas公司的DS1302實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片。DS1302是一顆單芯片的實(shí)時(shí)時(shí)鐘，能夠計(jì)算秒、分、時(shí)、日、周、月、年，自動(dòng)補(bǔ)償2100年之前的閏年日期；2.0V~5.5V的供電電壓，三線制的串行通信接口，且內(nèi)置31字節(jié)的可由電池維持?jǐn)?shù)據(jù)的靜態(tài)RAM，用戶可自由使用。DS1302支持雙電源供電，VCC2連接主電源，VCC1連接備用電池。當(dāng)VCC2的電壓高于VCC1時(shí)，芯片從VCC2處獲得能量并且可以通過(guò)涓流充電的方式對(duì)VCC1連接的電池進(jìn)行充電；當(dāng)VCC2的電源斷開(kāi)連接時(shí)，芯片內(nèi)部自動(dòng)切換到從VCC1處取電，從而保證即使在系統(tǒng)板掉電的情況下，DS1302仍能進(jìn)行正確計(jì)時(shí)功能且保存在RAM中的數(shù)據(jù)不丟失。單片機(jī)與DS1302的連接示意圖如圖8-16所示。圖8-16單片機(jī)與DS1302的連接圖單片機(jī)通過(guò)其通用IO口的P2.5、P2.6、P2.7端口與DS1302的SCLK、I/O、RST三個(gè)引腳連接，通過(guò)這個(gè)三個(gè)IO可以執(zhí)行對(duì)DS1302的讀寫(xiě)操作。DS1302的第1管腳接到了系統(tǒng)板的3.3V電源上，作為芯片的主電源；第8管腳連接了一個(gè)CR1220型紐扣電池的正極，為芯片提供系統(tǒng)板掉電后的電源。6）DAC電路由于MSP430F149內(nèi)部沒(méi)有DAC功能模塊，開(kāi)發(fā)板選擇外部擴(kuò)展串行接口的數(shù)模轉(zhuǎn)換器TLC5615。TLC5615是TI公司生產(chǎn)的10位串行D/A轉(zhuǎn)換器。芯片的主要特點(diǎn)是:輸出為電壓型，輸出電壓與基準(zhǔn)電壓同極性，最高輸出電壓為基準(zhǔn)輸人電壓的2倍;單5V電源供電，低功耗;具有上電復(fù)位功能，以確保芯片可以重復(fù)啟動(dòng);邏輯控制通過(guò)三線串行總線與微處理器接口;數(shù)字輸入端帶有施密特觸發(fā)器，可有效地抑制噪聲的干擾。該芯片廣泛應(yīng)用于用電池供電的測(cè)試儀表、工業(yè)控制等場(chǎng)合。TLC5615的主要技術(shù)參數(shù)是:電源電壓4.5-5.5V，典型值為5V;輸入基準(zhǔn)電壓2V~VDD-0.2V，典型值為2.048V。單片機(jī)與TLC5615的連接電路圖如圖8-17所示。圖8-17單片機(jī)與TLC5615連接電路圖單片機(jī)的P6.2、P6.3端口與TLC5615的SCLK、DIN端口連接，通過(guò)在兩通用IO口上模擬TLC5615時(shí)序從而實(shí)現(xiàn)對(duì)DAC的操作。從圖8-5可以看到，TLC5615的輸出端OUT連接到了跳線座J2的第2腳。如果用短路帽將跳線座J1的2腳和3腳連接，則DAC的輸出直接驅(qū)動(dòng)LED，可以通過(guò)LED亮度的變化直觀地觀察到DAC輸出電壓值的變化；如果用短路帽將跳線座J2的2腳和1腳連接，則可以用MSP430內(nèi)置的ADC對(duì)DAC輸出的電壓進(jìn)行采樣轉(zhuǎn)換，對(duì)ADC和DAC電路同時(shí)進(jìn)行應(yīng)用。如果不使用短路帽，則可以之間用電壓表測(cè)量跳線座J1的2腳對(duì)地之間的電壓數(shù)值，從而得知DAC輸出的準(zhǔn)確數(shù)值。6）溫度傳感器電路開(kāi)發(fā)板選擇常用的數(shù)字溫度傳感器DS18B20，DS18B20是一款小巧的溫度傳感器，通過(guò)單總線協(xié)議與單片機(jī)進(jìn)行通信，硬件連接十分簡(jiǎn)潔，它具有如下特性：測(cè)溫范圍-55℃～+125℃，并且在-10℃～+85℃范圍內(nèi)具有±0.5℃的精度，9-Bit到12-Bit的可編程分辨率，用戶自定義、非易失性溫度閾值。單片機(jī)與DS18B20的連接電路圖如圖8-18所示。圖8-18單片機(jī)與DS18B20的連接電路圖通過(guò)圖8-6可知單片機(jī)的P5.6端口與DS18B20的DQ端連接，通過(guò)在單片機(jī)的IO端口模擬1-Wire協(xié)議的時(shí)序能實(shí)現(xiàn)對(duì)DS18B20的讀寫(xiě)。7）12864液晶接口電路液晶顯示模塊作為一種顯示器件在單片機(jī)系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用，具有體積小、重量輕、功耗低、顯示內(nèi)容豐富等特點(diǎn)，如各種儀器，儀表，電子顯示裝置，計(jì)算機(jī)顯示終端，電子打印機(jī)等諸多方面。液晶顯示可以實(shí)現(xiàn)固定顯示，如顯示的內(nèi)容為數(shù)字或者字符，顯示的內(nèi)容不能隨意的變化。另外一種液晶顯示為點(diǎn)陣液晶，，點(diǎn)陣液晶模塊的液晶像點(diǎn)做成點(diǎn)陣形式，顯示內(nèi)容由這些點(diǎn)陣組成，可以隨心所欲的改變，數(shù)字、英文字符、中文字符或圖象顯示都可以在一個(gè)模塊上顯示，還可以做到這些顯示內(nèi)容動(dòng)態(tài)變化。本開(kāi)發(fā)板采用12864液晶接口是一個(gè)引腳間距2.54mm的20腳單排扁平電纜連接器插座，可以連接任何以ST7920為驅(qū)動(dòng)器的12864液晶模塊，可以顯示橫向128點(diǎn)，縱向64點(diǎn)的圖像，如果按照漢字為16*16點(diǎn)，英文字符8*8點(diǎn)，該液晶可以同時(shí)顯示32個(gè)漢字或者128個(gè)英文字符。其管腳功能如表8-2所示。表8-212864液晶管腳功能表管腳號(hào)管腳名稱電平管腳功能描述1VSS0V電源地2VCC3.0~+5V電源正3V0-對(duì)比度（亮度）調(diào)整4RS(CS）H/LRS=“H”,表示DB7—DB0為顯示數(shù)據(jù)RS=“L”,表示DB7—DB0為顯示指令數(shù)據(jù)5R/WH/LR/W=“H”,E=“H”,數(shù)據(jù)被讀到DB7—DB0R/W=“L”,E=“H→L”,DB7—DB0的數(shù)據(jù)被寫(xiě)到IR或DR6E(SCLK)H/L使能信號(hào)7~14DB0~DB7H/L8位數(shù)據(jù)線15PSBH/LH：8位或4位并口方式，L：串口方式16NC-空腳17/RESETH/L復(fù)位端，低電平有效18VOUT-LCD驅(qū)動(dòng)電壓輸出端19AVDD背光源正端（+5V）20KVSS背光源負(fù)端）它與單片機(jī)的連接關(guān)系示意圖如圖8-19所示。圖8-19單片機(jī)與12864液晶的連接電路圖在圖8-19中第3位V0為調(diào)整液晶偏壓輸入端，將V0連接到了一個(gè)3296標(biāo)準(zhǔn)封裝的電位器(R10)的中間抽頭處，通過(guò)電位器進(jìn)行調(diào)整可以改變液晶的對(duì)比度，得到好的顯示效果。第15位是液晶數(shù)據(jù)傳輸模式的選擇位，如果PSB接高電平則液晶工作在并行數(shù)據(jù)傳輸模式，如果PSB接低電平則液晶工作在串行數(shù)據(jù)傳輸模式。此位連接到了跳線座J1的第2腳，J5的第1腳與VCC連接，第3腳與GND連接，可以使用短路帽來(lái)決定PSB連接到那一種電平。第17位是液晶的復(fù)位端，此端口直接與VCC相連，上電后液晶模塊自動(dòng)完成復(fù)位功能。8）1602液晶接口電路1602液晶也稱為1602字符型液晶，它是一種專門用來(lái)顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊。它由若干個(gè)5x7或者5x11等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符，每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，能夠同時(shí)顯示16*2即32個(gè)字符，即16列2行。其管腳功能如表8-3所示。表8-31602液晶管腳功能表管腳號(hào)管腳名稱電平管腳功能描述1VSS0V電源地2VCC3.0~+5V電源正3VEE-對(duì)比度（亮度）調(diào)整4RS(CS）H/LRS=“H”,表示DB7—DB0為顯示數(shù)據(jù)RS=“L”,表示DB7—DB0為顯示指令數(shù)據(jù)5R/WH/LR/W=“H”,E=“H”,數(shù)據(jù)被讀到DB7—DB0R/W=“L”,E=“H→L”,DB7—DB0的數(shù)據(jù)被寫(xiě)到IR或DR6E(SCLK)H/L使能信號(hào)，高電平有效7DB0~DB7H/L8位數(shù)據(jù)線15AVDD背光源正端（+5V）16KVSS背光源負(fù)端）1602液晶接口與單片機(jī)的連接關(guān)系示意圖如圖8-20所示。其中VEE是調(diào)整液晶偏壓輸入端，已連接了一個(gè)3296型電位器(R11)的中間抽頭處，可以手動(dòng)調(diào)整液晶偏壓改變對(duì)比度。圖8-20單片機(jī)與1602液晶的連接圖9）數(shù)碼管電路本開(kāi)發(fā)板數(shù)碼管電路由六個(gè)共陰極的數(shù)碼管構(gòu)成，通過(guò)動(dòng)態(tài)掃描的方式保證六個(gè)數(shù)碼管可以穩(wěn)定顯示。因?yàn)镸SP430F149是一款低功耗的單片機(jī)、其IO端口的驅(qū)動(dòng)能力十分有限，所有在數(shù)碼管的段選信號(hào)、位選信號(hào)與單片機(jī)之間增加了兩片74HC573，用作緩沖驅(qū)動(dòng)，這樣既可以正常驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管又可以保護(hù)單片機(jī)的IO端口不會(huì)因?yàn)殡娏鬟^(guò)大而損壞。單片機(jī)與數(shù)碼管的連接關(guān)系示意圖如圖8-21所示。圖8-21單片機(jī)與數(shù)碼管的連接電路圖74HC573是8位鎖存器，它有一個(gè)輸出使能端OE，一個(gè)鎖存使能端LE；在硬件電路設(shè)計(jì)中，將LE與GND連接，即保證輸出跟隨輸入保持同步變化。OE連接到了電平的通用IO口P6.4和P6.5，通過(guò)單片機(jī)的這兩個(gè)端口的輸出電平可以決定OE連接低電平還是高電平，從而可以控制74HC573是否輸出信號(hào)，這樣在不需要顯示是關(guān)閉數(shù)碼管電路，降低整個(gè)系統(tǒng)的功耗。單片機(jī)的IO引腳與六位數(shù)碼管的位選信號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表8-4所示表8-4六位數(shù)碼管的位選信號(hào)定義位選信號(hào)LED1LED2LED3LED4LED5LED6單片機(jī)引腳P5.0P5.1P5.2P5.3P5.4P5.5位選信號(hào)為低電平有效，即相應(yīng)的IO輸出低電平時(shí)對(duì)應(yīng)的數(shù)碼管被點(diǎn)亮。單片機(jī)的IO引腳與六位數(shù)碼管的段選信號(hào)對(duì)應(yīng)關(guān)系如表8-5所示。表8-5六位數(shù)碼管的段選信號(hào)定義段選信號(hào)abcdefgdp單片機(jī)引腳P4.0P4.1P4.2P4.3P4.4P4.5P4.6P4.7段碼是高電平有效，即相應(yīng)IO輸出高電平時(shí)對(duì)應(yīng)的碼段被點(diǎn)