#基于MSP430的多路抢答器设计

课程设计报告
多路抢答器的设计
N O V E M B E R,2011
学号：
姓名：
组员
目录
1 概述
1.1 简介 (3)
1.2 硬件简介 (3)
2 MSP部分模块原理图
2.1 主芯片电路 (4)
2.2 4*4矩阵键盘 (4)
2.3 复位电路 (5)
2.4 数码管电路 (5)
2.5 液晶显示控制电路 (6)
2.6 蜂鸣器 (7)
3 软件设计
3.1 实验程序 (7)
4 调试
4.1 程序设计 (13)
4.2 调试中出现的问题 (13)
5 实验总结和展望 (13)
1 概述
1.1 简介
本作品以MSP430为主要模块、数码管和液晶作为显示模块。

本抢答器主要是通过16个按键开关来十六路选手的抢答，开始键按下，则进入到十六个按键的扫描中，同时显示倒计时时间.同时该抢答器还有时间的递减、清零、超时报警功能；通过液晶来显示抢答选手的号数。

本作品造价便宜，硬件比较简单。

关键字：MSP430，抢答器，显示
1.2 硬件简介
MSP430系列单片机是一种16位超低功耗、具有精简指令集（RISC）的混合信号处理器（Mixed Signal Processor）。

称之为混合信号处理器，是由于其针对实际使用需求，将多个不同功能的模拟电路、数字电路模块和微处理器集成在一个芯片上，以提供“单片”解决方案。

MSP430单片机的特点：
1、运算速度快
2、超低功耗
3、片内资源丰富
4、方便高效的开发环境
2 MSP430部分模块原理图
2.1 主芯片电路
2.2 4*4矩阵键盘
2.3 复位电路
2.4 数码管电路
2.5 液晶显示控制电路
2.6 蜂鸣器
3 软件设计
//数码管7位段码：0--f
unsigned char scandata[16] = {0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8, 0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e};
//显示缓存
unsigned char Dispbuf[2];
//引用外部变量的声明
extern unsigned char key_Pressed;
extern unsigned char key_val;
extern unsigned char key_Flag;
#include <msp430x14x.h>
typedef unsigned char uchar;
typedef unsigned int uint;
/***************全局变量***************/
uchar key_Pressed; //按键是否被按下:1--是，0--否
uchar key_val; //存放键值
uchar key_Flag; //按键是否已放开：1--是，0--否
//设置键盘逻辑键值和程序计算键值的映射
uchar key_Map[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16};
/*******************************************
函数名称：Init_Keypad
功能：初始化扫描键盘的IO端口
参数：无
返回值：无
********************************************/
void Init_Keypad(void)
{
P1DIR = 0xf0; //P1.0~P1.3设置为输入状态, P1.4~P1.7设置为输出状态 P1OUT |= 0xf0; // P1.4~P1.7输出高电平
key_Flag = 0;
key_Pressed = 0;
key_val = 0;
}
/*********************************************
* Check_Key(),检查按键，确认键值
*********************************************/
/*******************************************
函数名称：Check_Key
功能：扫描键盘的IO端口，获得键值
参数：无
返回值：无
********************************************/
void Check_Key(void)
{
uchar row ,col,tmp1,tmp2;
tmp1 = 0x80;
for(row = 0;row < 4;row++) //行扫描
{
P1OUT = 0xf0; //P1.4~P1.7输出全1
P1OUT -= tmp1; //P1.4~p1.7输出四位中有一个为0
tmp1 >>=1;
if ((P1IN & 0x0f) < 0x0f) //是否P1IN的P1.0~P1.3中有一位为0 {
tmp2 = 0x01; // tmp2用于检测出那一位为0
for(col = 0;col < 4;col++) // 列检测
{
if((P1IN & tmp2) == 0x00) // 是否是该列,等于0为是
{
key_val = key_Map[row * 4 + col]; // 获取键值
return; // 退出循环
}
tmp2 <<= 1; // tmp2右移1位
}
}
}
}
/*******************************************
函数名称：delay
功能：延时约15ms，完成消抖功能
参数：无
返回值：无
********************************************/
void delay()
{
uint tmp;
for(tmp = 12000;tmp > 0;tmp--);
}
void DELAY()
{
double tmp;
for(tmp=2800;tmp>0;tmp--);
}
/*******************************************
函数名称：Key_Event
功能：检测按键，并获取键值
参数：无
返回值：无
********************************************/
void Key_Event(void)
{
uchar tmp;
P1OUT &= 0x00; // 设置P1OUT全为0，等待按键输入
tmp = P1IN; // 获取 p1IN
if ((key_Pressed == 0x00)&&((tmp & 0x0f) < 0x0f)) //如果有键按下
{
key_Pressed = 1; // 如果有按键按下，设置key_Pressed标识 delay(); //消除抖动
Check_Key(); // 调用check_Key(),获取键值
}
else if ((key_Pressed == 1)&&((tmp & 0x0f) == 0x0f)) //如果按键已经释放 {
key_Pressed = 0; // 清除key_Pressed标识
key_Flag = 1; // 设置key_Flag标识
}
else
{
_NOP();
}
}
#include <msp430x14x.h>
#include "cry1602.h"
typedef unsigned char uchar;
typedef unsigned int uint;
/**************宏定义***************/
#define DataDir P4DIR
#define DataPort P4OUT
#define Busy 0x80
#define CtrlDir P3DIR
#define CLR_RS P3OUT&=~BIT0; //RS = P3.0
#define SET_RS P3OUT|=BIT0;
#define CLR_RW P3OUT&=~BIT1; //RW = P3.1
#define SET_RW P3OUT|=BIT1;
#define CLR_EN P3OUT&=~BIT2; //EN = P3.2
#define SET_EN P3OUT|=BIT2;
/***********************************************
函数名称：DispStr
功能：让液晶从某个位置起连续显示一个字符串
参数：x--位置的列坐标
y--位置的行坐标
ptr--指向字符串存放位置的指针
返回值：无
***********************************************/
void DispStr(uchar x,uchar y,uchar *ptr)
{
uchar *temp;
uchar i,n = 0;
temp = ptr;
while(*ptr++ != '\0') n++; //计算字符串有效字符的个数 for (i=0;i<n;i++)
{
Disp1Char(x++,y,temp[i]);
if (x == 0x0f)
{
x = 0;
y ^= 1;
}
}
}
/*******************************************
函数名称：DispNchar
功能：让液晶从某个位置起连续显示N个字符
参数：x--位置的列坐标
y--位置的行坐标
n--字符个数
ptr--指向字符存放位置的指针
返回值：无
********************************************/
void DispNChar(uchar x,uchar y, uchar n,uchar *ptr)
{
uchar i;
4 调试
4.1 程序设计
对于MSP430我们并不是很熟悉，在编程时对于MSP430的各功能模块、寄存器的使用不了解，要先查找相应资料，在编程中遇到了很多问题。

4.2 调试中出现的问题
（1）数码管不能正常倒计时
在程序调试时发现，数码管倒计时不正常，数字显示的位置也经常移位，对于这个问题我们再次检查了数据线的连接，后发现是数据线的输入端、输出端的连接错误。

（2）抢答者号码显示不稳定
开始选用中断方式，当两个选手按键时间间隔很短时，不能正常显示，后选用查询方式，可避免此类问题。

5 实验总结和展望
本次课程设计将理论和实践有机地结合，锻炼了我们对知识的综合运用以及创新设计思维能力。

对于课程题目《多路抢答器》，一开始还没有头绪，我们这组都没参加过电子设计大赛的培训，不会运用所学知识进行有效设计，但通过上网查阅各种类似的设计，查阅芯片的功能模块，确定基本设计方案，又通过仿真验证试验方案的可实行性。

通过这次实验让我们认识到：
1、设计思路是整个设计的灵魂
拿到每个课题能有一个非常清晰的设计思路是至关重要的。

只有对课题的充分理解，各芯片的熟练掌握，才能为后续的设计工作提供扎实的基础。

翻阅各种资料，上网查询填补知识的空缺是必要的。

2、调试
调试是个精细的工作，在调试过程中，线路连接错误、芯片本身损坏、程序的缺陷等问题的排查需要耐心。

3、不足
我们的作品只是大概的展示了一下抢答器的工作形式，对于细节方面并没有做得很完善，例如如何为主持人单独设置一个控制键，数码管上显示倒计时的位置要更精确等。

有时对于不算很复杂的程序，我们要研究很久，有时三节课下来也没有头绪，实验效率不是很高。

4、展望
这学期课程设计只是让我们对电子设计有初步的了解，并通过自身的实践，把理论知识运用到实践，培养了设计思维能力，增强了动手能力，在让我体会程序设计艰辛的同时，更让我体会到了成功的喜悦和快乐。

同时也发现自己的很多不足之处，在设计过程中我发现自己考虑问题不全面，自己的专业知识掌握得很不牢固，希望自己的这些的不足之处能在今后的工作和学习中得到改善。

而且，也懂得了学习的重要性，我将会在以后的生活和工作中继续学习。