基于MSP430和MATLAB的低功耗多通道数据采集仪的研制

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基于msp430的数据采集装置设计与实现

基于MSP430的数据采集装置设计与实现摘要本文介绍了以高性能，低功耗的16位msp430f5529单片机为核心，对室内温湿度数据采集功能的设计与实现。

本设计的硬件设计中，根据所设计功能需要，选取了的元器件不仅能满足设计需求而且具有较高的可靠性，同时还分别介绍了各个元器件的功能，特点和模块电路的设计。

软件设计部分，展示了本设计简单而又合理的思路，然而此部分主要分为三个部分：温湿度数据采集部分，温湿度数据的无线传输部分以及数据通过串口通信在PC机上的显示部分。

由于新型单总线数字温湿度传感器DHT11具有体积小，接口简单，响应速度快等优点，所以室内温湿度数据的采集部分采用DHT11来完成温湿度传感及数字模块采集；而YL-800IL具有低功耗、抗干扰能力强、低误码率等优点，因此数据无线传输部分采用了微功率扩频无线模块YL800IL来完成数据的扩频无线传输；而显示部分是通过简单的读取串口数据来实现的。

本系统具有数字式传感，无线通信等功能，体积小节约空间，功耗低，操作简单，十分适于推广，并且遵循了可靠性和稳定性的设计原则，因此，在实际应用中取得了良好的效果。

关键词：msp430；温湿度数据采集；扩频无线传输；AbstractThe paper describes a design of the system, with the high-performance low-power 16bit microcontroller msp430f5529 as the core to aqcuist the indoor temperature and humidity. In the hardware design of the system, selected components can not only meet the design requirements but also have high raliability depengding on the feature required. At the same time the paper introduces the function, the feature and module circuit of all components. The part of software design shows a simple and reasonable design thought, however, this part mainly can be divided into three parts: part of temperature and humidity data acquisition, wireless transmission of the temperature and humidity data and data displayed on PC by serial port communication. Because of the new type of single bus digital temperature and humidity sensor DHT11 has the advantages of small volume, simple interface and fast response, so the indoor temperature and humidity data acquisition part adopts DHT11 to complete and digital temperature and humidity sensor module acquisition; with low power consumption, strong anti-interference ability, low error rate etc, so the data wireless transmission part adopts the micropower YL800IL spread spectrum wireless module to complete the spread spectrum of wireless data transmission; And the display part is implemented through simplely read serial data. This system has a digital sensor, wireless communications, and other functions, saves the space of small size, low power consumption, simple operation, very suitable for promotion, and follow the design principle of the reliability and stability, therefore, has obtained the good effect in practical application.Key words: msp430; Temperature and humidity data acquisition; Spread spectrum wireless transmission;目录第1章绪论 (1)1.1论文选题的意义 (1)1.2国内外关于该课题的研究现状 (1)1.2.1传感器技术的发展 (1)1.2.2 单片机的发展 (2)1.2.3通信技术的发展 (2)1.3本文研究的主要内容 (3)第2章系统的总体设计 (3)2.1系统功能设计 (3)2.2系统设计原则 (4)2.3系统硬件设计的总体方案 (4)2.4系统各部分功能介绍 (5)2.4.1温湿度的采集 (5)2.4.2 数据的无线传输 (8)2.4.3 数据的分析处理 (11)2.4.4 数据的显示 (13)2.5本章小结 (13)第3章系统主要电路的设计 (14)3.1电源电路的设计 (14)3.2 DHT11数字温湿度传感器与单片机连接的电路设计 (17)3.3 YL-800IL扩频无线模块与单片机连接的电路设计 (17)3.4 串口通讯部分的电路设计 (18)3.5 其他电路的设计 (19)3.5.1 复位电路 (19)3.5.2 触控板电路 (20)3.6本章小结 (20)第4章系统软件的总体设计 (21)4.1软件设计概述 (21)4.2 系统的开发环境 (21)4.2.1 CCS开发环境 (21)4.2.2 Microsoft Visual C++6.0集成编程系统 (22)4.3 上位机通信 (23)4.4数据采集的软件设计 (24)4.5无线传输的软件设计 (25)4.6 本章小结 (26)第5章系统测试 (26)5.1系统实物图 (26)5.2 系统测试结果 (27)5.3 本章小结 (28)第6章总结与展望 (28)参考文献.............................................. 错误!未定义书签。

基于MSP430的数据采集系统设计

器、ＩｒＤＡ编码器和解码器以及ＳＰＩ。
网络监系统设备多为欧美公司所提供。因此，本文基于ＭＳＰ４３０
单片机作为主控制器，实现温度和压力的采集＿』］，配合上位机监控软件实现数据的显示、报警以及数据的存储，便于将来应用于实际，确保列车相关人员能实时掌握车辆运行状况，以保障列车
是１６位高速处理单片机，具有高达１６ＭＨｚ的内部频率，带有两个１６位的定时器，并且分别带有３个比较／捕获寄存器＿４。通用串口通信接口：支持自动波特率检测的增强型通用异步收发
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｅａｌ — ｔｉｍｅｄｉｓｐｌａｙ，ＭＳＰ４３０，ｄａｔａａｃｑｄｉｓｉｔｉｏｎ，ＭＦＣ
目前，由于国内对基于网络分布式控制系统的研究起步较晚，能提供整套网络监控系统的公司还比较少，国内的轨道交通
的维护和开发提供便捷。．
关键词：实时显示，ＭＳＰ４３０，数据采集，ＭＦＣ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｏｆｒａｉｌｔｒａｎｓｉｔ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｒｅｄｅｓｉｇｎｓａｄａｔａ

基于MSP430单片机的低功耗数字录音仪的系统设计

基于MSP430单片机的低功耗数字录音仪的系统设计1 前言随着数字化家用电器的飞速发展，家庭智能化使得人们的生活方式、工作方式以及思维方式都发生了巨大的变化，未来的世界是数字的世界，未来的生活将是数字化的。

随着国民经济的不断发展，工业自动化水平的不断提高，越来越多的领域要求人们能对各种信息进行实时记录，包括语音、图像等，并且对记录信号的质量和容量的要求也不断提高。

目前市场上的一般的数字录音笔，由于其容量有限以及功耗高，导致录音时间比较短，且无法记录语音信息保存的起始时间，给用户检索及查阅带来诸多不便，因此设计一款不仅具有语音记录功能，并且可以方便用户编辑语音记录的低功耗的数字语音记录仪很有意义。

为了满足便携式系统的低功耗要求，本系统选择了超低功耗的16位单片机MSP430F449作为控制器，结合专门语音DSP芯片D6571E11、大容量闪存以及时钟模块完成数字录音仪的设计。

和一般数字录音笔相比，不仅可记录语音信息，还可自动记录语音记录起始时间，按时间进行排序，用户可以通过键盘和LCD显示器查阅和管理。

由于采用大容量闪存及低功耗控制芯片使系统可长时间记录语音数据，令数字录音仪的使用性能更令人满意。

2 系统总体设计及原理MSP430F449 单片机是TI 公司推出的一个新型单片机系列, 其主要特点是: 超低功耗、16 位指令、内置A/D转换器、串行通信接口、硬件乘法器、LCD( 液晶) 驱动器及高抗干扰能力等，其超低功耗的特性是目前业界所有内部集成F lash 存储器产品中功耗最低的一种，在睡眠状态下其电流消耗仅为0. 1 uA，特别适用于便携式仪器。

强大的中断处理能力使CPU 对每一个中断都做出快速响应，从睡眠状态被中断唤醒仅需6us。

D6571E11是一个语音信号处理芯片，其中包含了语音压缩、语音生成、电话线信号监视、闪存管理、以及数字语音回答系统的完全双工功能。

D6571E11完全由控制系统通过一些简单的指令来控制，从而来实现其系统功能，如录音、放音等。

用超低功耗MSP430单片机设计数据采集系统

同地空内一址间。
数据采集系统硬件
－－－ｉｑＩＱ－
ＭＰ０１仅有７内指使起非方。Ｓ３４仅２核令，用来常便４Ｆ９条
如下为初始化及触发Ｉ端Ｉ电平的程序示例：／射到
地面
，
ｍｖ＃５００Ｉｏ．０００Ｒ５Ｗ
，
：ｌｙｔ５ＤｅａｏＲ１
完成对油井的监
ｄｃＲ１ｅ．Ｗ５
：ｅｒｍｅｔ５ＤｃｅｎＲ１
测。数据采集部分采用编码蓄电池供电，并要求在井下工作半年到一年的
一
ＲＯＭ（Ｅ型）ｌｓ、ＦａｈＭｅｒ（ｍｏｙＦ型）４种型号，采用冯．诺帜。Ｓ４０作在１～．ＭＰ３工．３Ｖ电压下，正常工作模式ＥＰ８６有
（ＡＭ）４种低功耗工作模式（Ｍ、Ｌ和ＬＰｌＰＭ２、ＬＰ３、伊曼结构，因此，Ａ、Ｏ和全部的外围模块都位于ＭＲＭＲＭ
＃ｃｄｍｐ３１．ｉｌｅ”ｓ０４ｈｎｕ４ｘｘ”
．
本设计所需要的数
挥亚佳练汕盐铜ＩＩ县．
ＯＧＦＯｈＲＯＯＯ
：ｒｇｍＳｒＰｒａｔｏａｔ
定时器中断进入
Ａ模式Ｍ
设备的井下部分，其安
器
ＳｐＴｍＶｔＷＤＯＷ槲￣，

基于MSP430单片机的超低功耗温度采集系统设计

，
ａｎｌｉｇＦｎｄｆａｌｕｓｎＹＤ１８Ｃ一１ｉｙ２６４ＬｅＤｏｄｉａｉｅｌｔｓｙｎｒａ— ｐｌ１ｗｅｏｒ
ｉ・Ｔｈｉｏｕｔｏｏｒｔｅｐｅａｕｅｄｓｌｙｉｅｕｏｄｅｉｎｍｏｉｏｒｎｇｓｔｍｔｅｍｓｓｌｉｎｆｈｅｔｍｒｔｒｐａｓｕｓｆｌｔｓｇｎｔｉｙｓｅｗｈｉｈｗｉｉｃｌｏｅｐｏｔｂｅ／ｂｅｍｒｒａｌ
２１年１０１ｏ月第１ｏ期
电子
测
试
Ｏｃ．ｔ２ｏ１１
Ｎｏ．Ｄ１
ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＴＥＳＴＣ
基于ＭＳ４０Ｐ３单片机的超低功耗温度采集系统设计
周丽，裴东兴（中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室，山西太原００５）３０１
．
ｔｓｐｐｅｈｉａｒ
ｄｓｎｈｏｔｂｅａｄｌｗｏｒｃｎｕｅｉｓｔｅｐｒａｌｎｏｐｗｅｏｓｍｐｉｎｒｃｒｅＯｃＨｃｎｉｌｙｔｍｐｒｔｒｓｇＭＳ４０Ｇ４１ｇｔｅｏｄｒｔｏｅｔａｄｄｓａｅｅａｕｅｕｉＰ３Ｆ６８ｏｐｎＭｉｒｃｎｒｌｒＩｒｅＯｍａｅｔｅｐｗｅｏｓｍｐｉｎｏｅｔｍｐｒｔｒｏｅｆｎｓｓｍｏｒａｈｍｉｉｍｔｉｃｏｏｔｌ．ｎｏｄｒｔｋｈｏｒｃｎｕｔｆｔｅｅａｕｅｃＨｃｏｙｔｔｅｃｎｍｕｏｅｏｈｉｅｈｓ

基于MSP430单片机的超低功耗数据采集器设计

3.期刊论文唐斌武.邬金鹏智能远传抄表系统技术管理要点分析 -中国高新技术企业2009,""(17)
智能远传抄表系统技术管理是建筑行业的一个难题.文章分析了智能远传抄表系统技术管理各个环节的要点,包括选型原则和试验原则、试验方法、评审内容、评分标准的制订和供货商的选择要求、安装施工要求、制订智能远传表抄表系统维护、维修管理制度等内容.
零功耗磁敏传感器可 $ 传感器电路经过试验，直接接到单片机的捕获端口 90’。当装在煤气表齿轮上的小磁铁经过传感器表面时产生脉冲信号，利用单片机的捕获功能捕获信号。 % 晶振电路图 * 中提供了高速和低速两个晶振电路，可给单片机内部的不同模块输出 & 种不同频率的时钟。用户可用高速晶体产生频率较高的 "1:; 供给 1$< 以满足高速的数据运算的需要；也可以在不需要 1$< 工作时关闭高速晶体；而对于实时时钟可用低速晶体产生频率较低的 01:;。
相似文献(8条) 1.期刊论文张鑫.ZHANG Xin 基于EM78P458单片机的超低功耗数据采集器设计 -电力自动化设备2006,26(7)
介绍了以EM78P458单片机为核心的数据采集器的工作原理、硬软件设计方法.从降低功耗出发,采用零功耗磁敏传感器作为数据采集传感器,单片机平时处于休眠状态,只有当数据采集、测量数据显示查阅、数据远传时才通过中断唤醒单片机工作,实现了超低功耗系统设计,并给出了系统的实测功耗.通过扩展串行通信口与上位机通信,实现采集数据的远传.具有成本低、功耗低、精度较高、性能可靠等特点,适用于远传抄表系统中的数据采集.
基于 #$%"!& 单片机的超低功耗数据采集器设计电电池的极大耗费。对于煤气表来说，在基表中通电还会引起安全方面的问题。所以，本文选用零功耗磁敏传感器，它工作时无须使用外加电源，适用于微功耗仪表，在远传抄表系统中是一种较好的采集用传感器。零功耗磁敏传感器是利用韦根德效应制成的，又名韦根德传感器，是利用磁性双稳态功能合金材料中的磁畴在磁场中的运动特性制作而成的。当外磁场发生变化时，磁畴磁化方向瞬间发生翻转，而当外磁场撤离后又瞬间恢复到原有的磁化方向，由此在合金材料周围的检测线圈中感生出电脉冲信号而实现磁电转换。 !!! 硬件电路设计基于 "#$%&’(%%) 单片机的数据采集器电路原理图如图 * 所示。 !!" 软件设计

基于MSP430单片机的超低功耗温度采集系统设计

基于MSP430单片机的超低功耗温度采集系统设计周丽;裴东兴【摘要】针对工业生产过程中常需对温度进行实时监控的需求,本文介绍了一种便携式超低功耗的温度采集与实时显示的温度采集系统。

为了使温度采集系统功耗达到最低,本设计选用了TI公司的超低功耗MSP430FG4618单片机作为主控芯片,并对整个系统进行了有效的电源管理,最后采用FYD12864C-1液晶显示器将采集到的温度实时显示出来。

该方案设计的温度采集系统能实时显示温度并对提高监测系统便携性、降低成本和功耗,有一定的参考价值。

%According to the demand of monitoring temperature in the process of industrial production,this paper designs the portable and low power consumption recorder to collect and display temperature using MSP430FG4618 Microcontroller.In order to make the power consumption of the temperature collection system to reach minimum,this paper selects MSP430FG4618 Microcontroller which is the low power microcontroller made by TI＇s ultra as the master chip,and effectively manages the power of the whole system,and finally usingFYD12864C-1 LCD to display in real-time.This solution for the temperature display is useful to design monitoring system which will be more portable,lower cost and energy consumption.【期刊名称】《电子测试》【年(卷),期】2011(000)010【总页数】4页(P35-38)【关键词】MSP430FG4618;DSl8B20;液晶显示器;低功耗【作者】周丽;裴东兴【作者单位】中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,山西太原030051;中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,山西太原030051【正文语种】中文【中图分类】TP216.20 引言温度是工业生产中常见和最基本的参数之一，在生产过程中常需对温度进行监控。

基于MSP430的低功耗仪表系统设计

图5智能终端主程序流程图
4 总结
通过对影响系统功耗的各种因素的分析,确定了要从硬件选择和软件设计两方面同时考虑、软硬结合来最大限度的降低功耗。本文研究的多用途低功耗仪表系统, 可作为我国的水表、燃气表、热量表、电能表以及各种检测仪、监控器等急需电子智能化的实现方案。
本文作者创新点: 本文以降低功耗作为主要目标,所研究的多用途低功耗仪表系统,是便携式、低功耗设备的一个比较具体的通用型实现方案。只要根据实际需要加上相应的传感器和修改一下具体软件,该系统能够方便的应用于需要电池供电的多种检测设备。
MSP430系列的主要特征有:超低能耗的体系结构大大延长了电池寿命;适用于精密测量的理想高性能模拟特性;16位RISC CPU为每一时间片处理的代码段容量提供新的特性,系统可编程的Flash存储器可以反复擦写代码、分块擦写和数据载入。图3-1给出了电能表的硬件框图:
图1 系统硬件框图
图1中的硬件按功能可分为数据采集、放大与滤波、单片机、键盘、LCD显示、时钟电路、数据存储、DAC、报警、看门狗电路、RS485通信和电源管理等功能模块。
一些电阻和输出电压的典型值如表1所示:
表1 工输出电压和电阻的典型值
2.2.2 放大与滤波模块
我在该低功耗系统的输入通道中采用的前置放大器是TI公司的OPA349。输入通道电路,该电路除了放大功能,还能具有滤波功能,消除无关的交流分量。
图3 放大与滤波电路图
2.2.3 RS-485通讯电路
本通用智能终端中,任务AD转换、开关量采集、LCD显示、输出控制等是合作式任务,按照延迟时间和周期来顺序执行;键盘扫描分解成短任务处理;485通信为中断式任务,执行上位机命令任务,实际上大部分命令任务都是根据命令要求,改变某些变量或寄存器的内容,执行速度很快,可以每来一次命令执行一次,属于单次任务。由系统任务和调度器设计原则,给出调度器任务的属性列表如表2所示。

基于MSP430单片机实现的数据采集系统设计

摘要本论文主要阐述了一种以MSP430F149单片机为核心的多路数据采集系统。

该系统采用了模块化的设计思想，系统硬件电路的设计包括主控电路设计、电源部分设计、模拟量采集电路部分设计、复位电路部分设计、串口通信电路部分设计五部分。

电源电路为整个提供3.3V电源电压，复位电路采用MAX809芯片实现对单片机的复位，具有很高的可靠性；模拟量数据采集通过片内的A/D转换通道与外部的采集传感器进行连接；单片机电路主要是完成与其它电路的接口，采集系统采集得到数据后，通过UART串口将数据送到上位机上去，可以将数据交给上位机进行处理，从而降低采集系统的负担，并且也可以避免采集系统的海量存储器；软件开发部分采用C语言编程，软件开发以IAR Systems公司Embedded Workbench for MSP430为集成开发环境，达到了采集到的数据能在PC机上显示、存储、绘制曲线、同时PC机能给单片机发送控制命令等功能。

该系统充分体现了智能化、低功耗、高精度的发展趋势。

关键词: MSP430；串口通信；传感器；A/D转换AbstractThis paper describes the MSP430F149 microcontroller as the core of a multi-channel data acquisition system. The system uses a modular design, system hardware design, including the master circuit design, power supply design, part of the design of analog acquisition circuit, reset circuit part of the design, serial communication circuit part of the design of five parts. To provide 3.3V power supply circuit for the entire supply voltage reset circuit using MAX809 reset the microcontroller chip with high reliability; analog data acquisition through the on-chip A / D conversion channels and the acquisition of external sensors connected; SCM circuit is mainly done with the other circuits of the interface data acquisition system are collected through the UART serial data up to the host computer, the data can be processed to the host computer, thereby reducing the burden of collection system, and also to avoid capture system of mass storage; software development part of the use of C language programming, software development to IAR Systems Corporation Embedded Workbench for MSP430 is an integrated development environment, to the collected data in PC, display, storage, drawing curves, and PC functions to the microcontroller send control commands and other functions. The system fully embodies the intelligent, low-power, high-precision trends.Key words: MSP430; serial communication; sensor; A / D conversion目录1绪论 (1)1.1研究背景 (1)1.2 论文主要内容和结构 (1)2基于MSP430单片机采集系统的设计方案 (2)2.1 基于MSP430单片机采集系统需求分析 (2)2.2系统整体方案设计 (2)3系统硬件设计与实现（单元电路设计） (3)3.1主控电路的设计 (4)3.1.1 MSP430单片机的选择 (4)3.1.2 MSP430单片机的端口选择 (5)3.1.3 单片机电路设计 (5)3.2电源部分设计 (6)3.3复位电路部分设计 (7)3.4传感器模拟量采集电路部分设计 (8)3.5 串口通信电路部分设计 (10)3.5.1SP3220芯片选择 (11)3.5.2串口通信的电路图 (12)4基于MSP430单片机采集系统软件开发 (13)4.1软件开发环境 (13)4.1.1 IAR Embedded Workbench介绍 (13)4.1.2 IAR Embedded Workbench 开发步骤 (13)4.2软件开发设计 (19)4.3关键软件程序 (21)4.3.1初始化设置 (21)4.3.2中断服务程序 (23)4.3.3 主处理程序 (24)结束语 (31)参考文献 (30)1绪论1.1研究背景数据采集是从一个或多个信号获取对象信息的过程。

基于MSP430单片机的多路数据采集系统的设计

2、软件设计
（1）ADC中断服务程序：在MSP430单片机中，我们利用ADC中断服务程序来实现对多路模拟量的实时采集。在每次ADC转换完成时，中断服务程序会被触发，同时读取ADC寄存器中的转换结果。
（2）串口通信程序：我们使用MSP430单片机的UART模块实现与上位机的串口通信。通过编写串口通信程序，设置通信速率、数据位、停止位和校验位等参数，实现对采集数据的传输。
3、丰富的外设：MSP430单片机具有丰富的外设接口
1、数据采集：通过传感器模块采集气象数据，包括温度、湿度、气压、风速、风向等。
2、数据处理：对采集到的数据进行处理和分析，例如数据滤波、标度变换等。
3、数据存储：将处理后的数据存储到数据存储模块中。 4、数据传输：通过通信模块将气象数据传输到主控计算机或远程服务器。
2、硬件设计：硬件部分主要包括传感器电路、电源电路、时钟电路和通信接口电路等。传感器电路应选择与所需采集信号相匹配的传感器，并考虑信号调理电路以适应微控制器的输入要求。电源电路应提供稳定的电压以保证微控制器的正常运行。
时钟电路为系统提供时钟信号以进行时间同步。通信接口电路应根据需要选择 UART、SPI或I2C等通信方式。
三、结论
基于MSP430的数据采集系统具有高效、稳定和低功耗等特点，适用于各种需要长时间待机和电池供电的应用场景。通过合理的设计和测试，可以满足各种数据采集的需求，为各种嵌入式系统的发展提供了有力的支持。
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பைடு நூலகம்
参考内容
引言
随着科技的发展，单片机技术已经广泛应用于各种领域，包括气象数据采集。 MSP430单片机作为一种低功耗、高性能的微控制器，特别适合用于设计高效、低功耗的气象数据采集系统。本次演示将介绍一种基于MSP430单片机的气象数据采集系统。

基于MSP430F149实现的多路数据采集器.docx

基于MSP430F149实现的多路数据采集器一·方案论证1·控制器：方案一：采用AT89S52八位单片机实现。

单片机软件编程的自由度大，可通过编程实现各种各样的算术算法和逻辑控制。

而且体积小，硬件实现简单，安装方便。

既可以单独对多传感器控制工作，还可以与PC机通信。

运用主从分布式思想，由一台上位机（PC微型计算机），下位机（单片机）多点数据采集，组成两级分布式多点温度测量的巡回检测系统,实现远程控制。

另外AT89C51在工业控制上也有着广泛的应用，编程技术及外围功能电路的配合使用都很成熟[1]。

不过，其自身功能不够丰富，需要更多的外接电路来实现复杂功能。

方案二：使用MSP430作控制器，德州仪器 (TI) 的超低功率16位RISC 混合信号处理器MSP430产品系列为电池供电测量应用提供了最终解决方案。

作为混合信号和数字技术的领导者，TI创新生产的MSP430，使系统设计人员能够在保持独一无二的低功率的同时同步连接至模拟信号、传感器和数字组件。

综上，我们的控制器采用方案二。

2·显示模块：12864液晶显示器是一种具有 4 位/8 位并行、2 线或3 线串行多种接口方式，内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块；其显示分辨率为 128×64, 内置8192 个 16*16 点汉字，和128个16*8点 ASCII 字符集.利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。

可以显示 8×4 行 16×16 点阵的汉字. 也可完成图形显示.低电压低功耗是其又一显著特点。

由该模块构成的液晶显示方案与同类型的图形点阵液晶显示模块相比，不论硬件电路结构或显示程序都要简洁得多，且该模块的价格也略低于相同点阵的图形液晶模块。

所以本项目采用12864显示。

3·供电系统：5V可由LM7805稳压电路转换而来，供液晶使用；3.3V则由SPX117产生，供单片机以及信号调理电路使用。

基于MSP430单片机的多路信号采集系统

第33卷　第2期2009年4月武汉理工大学学报(交通科学与工程版)Journal of Wuhan U niversity of Technology(Transportation Science &Engineering )Vol.33　No.2Apr.2009基于MSP430单片机的多路信号采集系统3 收稿日期:2008210224 马育锋:女,37岁,博士后,副研究员,主要研究领域为军用目标特性探测与制导、计算机网络、智能控制等 3中国博士后科学基金资助(批准号:20060400838)马育锋1)　龚沈光2)(湖北省环境保护局1)　武汉　430072) (海军工程大学兵器工程系2)　武汉　430033)摘要:根据微弱模拟信号的检测需要,利用AD7706具有低功耗、高精度A/D 转换的特点,以MSP430F149为控制器,设计了一种多路信号采集系统,编制了A/D 转换以及MSP430F149与PC机之间的串行通信软件,实现了采集到的数据能在PC 机上显示、存储、绘制曲线,同时PC 机能给单片机发送控制命令等功能.实践表明该系统能可靠运行.关键词:数据采集;MSP430F149;AD7706;串口通信中图法分类号:TP274DOI :10.3963/j.issn.100622823.2009.02.0440　引言MSP430系列单片机是美国德州仪器公司(TI )推出的16位超低功耗的混合信号控制器,它具有处理能力强、运行速度快、资源丰富、开发方便等优点,在许多行业都得到了广泛的应用[122].本文利用MSP430F149型单片机,设计了多路信号采集系统.对来自海面上的微弱信号,通过精密的传感器进行测量,经过滤波和放大电路处理后,得到-2.5～2.5V 的直流电压信号,通过三通道高精度、低功耗16位A/D 转换器AD7706进行数据转换后,单片机把数据通过串口通信发送到上位机,在PC 机上实现数据存储与显示功能,并把采集数据绘制成曲线,同时PC 机也可以通过发送命令字对采集过程进行控制.1　多路信号采集系统硬件1.1　MSP430MSP430系列单片机电源电压采用1.8～3.6V 低电压,系统有一种活动模式(AM )和5种低功耗模式(L PM0～L PM4);采用目前流行的精简指令集(RISC )结构,具有强大的处理能力;结合TI 的高性能模拟技术,集成了较丰富的片内外设;大量使用FL ASH 型器件,具有方便高效的开发调试环境.器件片内有J TA G 调试接口,还有可电擦写的FL ASH 型存储器,通过J TA G 接口下载程序到FL ASH 内,再在器件内通过软件控制程序的运行,由J TA G 接口读取片内信息,供设计者调试使用.本文选择MSP430F149作为微控制器,它集成了多种功能模块:具有8路12位200ksp s 的A/D 转换器,自带采样保持;6个8位并行端口P1～P6,能实现输入/输出功能和外围模块功能;硬件乘法器;60kB FL ASH ROM 和2kB RAM ;3个捕获/比较寄存器的16位定时器Timer_A ,Timer_B ;两通道串行通道接口可用于异步或同步(UAR T/SPI 模式).1.2　AD7706及与MSP430F149的连接考虑到本系统接收的海面上的模拟信号很微弱,为了提高A/D 转换的精度,选择AD7706作为外接16位A/D 转换器.AD7706是AD 公司新推出的16位Σ2ΔA/D 转换器,器件包括缓冲器和增益可编程放大器(P GA )组成的前端模拟调节电路、Σ2Δ调制器、可编程数字滤波器等部件.AD7706具有以下特点:有3个准差分输入通道;16位无丢失代码;非线性不大于0.003%;可编程增益;采样率可编程设定;具有系统校准与自校准功能;标准三线串行接口;工作电压为2.7～3.3V 或4.75～5.25V ;3V 时最大功耗为1mW.这些特点使AD7706非常适合应用在仪表测量、工业控制等领域.AD7706需要外部时钟才能工作,本系统采用频率为2.4576M Hz 的晶振.基准源外接2.5V ,由6V 电池通过稳压芯片MAX873输出得到.3路微弱信号经过滤波和放大电路处理后,变为AD7706能接受的电压信号,作为3通道模拟量输入.AD7706串行数据接口包括5个信号:片选信号CS 、串行时钟输入SCL K 、串行数据输入DIN 、串行数据输出DOU T ,状态信号DRD Y.所有的数据传输都与SCL K 有关.DRD Y 表示输出数据寄存器的数据是否准备就绪,可以读取.当DRD Y 为低电平时,转换数据可以读取;为高电平时,输出寄存器正在更新数据,不能读取.AD7706与MSP430F149的连接如图1所示.将单片机的I/O 端口P1的5位P1.4,P1.3,P1.2,P1.1,P1.0分别与CS ,SCL K ,DRD Y ,DIN ,DOU T 管脚进行连接,可以实现对A/D 转换的控制.图1　AD7706与MSP430F149的连接MA X3232与MSP430F149的连接.经A/D转换后的数据要通过MSP430F149的串口通信模块发送到PC 机,需要与PC 机配置的RS 2232标准串行接口COM1或COM2相连.由于单片机的输入、输出电平为T TL 电平,与PC 机RS 2232标准串行接口的电气规范不一致,因此需要进行电平转换.MA X3232是一低功耗RS232驱动芯片,工作电压为3.0～5.5V ,在管脚C1+与C1-,C2+与C2-之间,以及V +和V -处分别放置0.1μF 的电容实现充电作用,以满足相应的充电泵的要求.管脚T1OU T ,T1IN ,R1OU T 和R1IN 分别是RS232转换的输入输出脚,实现单片机的T TL 电平与上位机的接口电平的转换.MA X3232与MSP430F149的连接如图2所示.T1IN 是T TL /CMOS 的输入,与单片机的图2　MAX3232与MSP430F149的连接U TXD0相连;R1OU T 是T TL/CMOS 的输出,与单片机的U RXD0相连.T1OU T 是RS232驱动的输出,接PC 机的接收端;R1IN 是RS232的输入,与PC 机的发送端相连.为了工作的稳定性,T1OU T 和R1IN 管脚可外接5k Ω电阻到地.2　多路信号采集系统软件采集系统软件包括主程序和中断服务程序.主程序进行初始化设置、定时器中断设置,然后进入低功耗模式.当定时器定时时间到,就进入中断服务程序,进行A/D 转换和与PC 机进行串口通信.2.1　A/D 转换软件在采样周期内,依次对3路模拟信号进行A/D 转换.对AD7706的编程主要是设置各类寄存器,包括通信寄存器、时钟寄存器、设置寄存器、数据寄存器等.对这些寄存器的操作,首先要访问通信寄存器,它管理通道选择、决定下一步操作是读还是写,以及下一步读或写哪一个寄存器.由于软件错误或系统中的闪烁信号会造成接口迷失,为避免发生接口迷失,可定时复位系统接口,使通信寄存器回到等待写状态.可通过向DIN 输入端写入至少32个串行时钟周期的高电平以复位串行接口.图3为A/D 转换流程图.2.2　MSP430与PC 机的串行通信软件2.2.1　MSP430串口通信软件　MSP430通信模块在每个采样周期内把采集并进行A/D 转换后的3个16b 的数发送给PC 机.程序包括初始化部分和发送数据部分.初始化中设置UAR T0模块工作,时钟信号为ACL K ,数据位为8位,波特率为9600b/s ,发送数据方式为主动发送.下面给出了串口初始化和发送数据的程序.・073・武汉理工大学学报(交通科学与工程版)2009年　第33卷图3　A/D转换流程图void InitUAR T0(void){UCTL0|=SWRST;UCTL0|=CHAR; /数据位为8bU TCTL0|=SSEL0;/UCL K=ACL KUBR00=0x03;/波特率为9600b/s UBR10=0x00;UMCTL0=0x4A;M E1|=U TXE0+U RXE0;　/使能UAR T0的TXD和RXDP3SEL|=0x30;/P3.4=U TXD0,P3.5=U RXD0P3DIR|=0x10;/P3.4为输出UCTL0&=～SWRST;/UAR T0模块被允许}void UAR T0(void){for(i=0;i<6;i++)　{　TXBU F0=data K[i];/发送3个16b的数　while((U TCTL0&0x01)==0);　}}2.2.2　PC机串口通信软件　在Microsoft Win2 dows下开发串行通信目前通常有以下几种方法: (1)利用Windows A PI通信函数;(2)利用Win2 dows的读写端口函数_inp,_inpw,_inpd,_outp, _outpw,_outpd(Windows95系列下)或开发驱动程序(Windows N T系列操作系统下)直接对串口进行操作;(3)利用第三方提供或自己编写的通信类;(4)使用串口通信组件,如Active控件MSComm.在这4种方法中,第4种方法较简单.本文应用Visual Basic6.0[3],使用MSComm控件来实现串行通信功能.MSComm控件以事件驱动方式处理通信数据.通常情况下,在事件发生时,可以利用MSComm控件的OnComm事件捕获并处理这些通信事件.在程序的每个关键功能之后,可以通过检查CommEvent属性的值来查询事件和错误.当设置Comm Event为comEvReceive,并且接收的字符数为设定的Rt hreshold的值时,就会驱动OnComm事件,从而接收数据[4].图4为PC机数据通信界面.本软件可以接收单片机传来的数据,把它们显示在文本框中,存储在文件中,并绘制成曲线;PC机还可以向单片机发送控制命令,如设置、修改采样参数等.下面给出了设置串口和接收数据的程序.Private Sub command1() /设置串口mPort=1MSComm1.Settings=“9600,n,8,1”MSComm1.InBufferCount=0　/清除接收缓冲区数据MSComm1.R Threshold=1/接收1B就产生On2Comm事件MSComm1.InputLen=6/接收缓冲区长度为6B End SubPrivate Sub MSComm1_OnComm()　/接收数据Dim b()As ByteDim data(0To2)As DoubleI f mEvent=comEvReceive Then　MSComm1.InputMode=comInputModeBinary/数据通过Input属性以二进制的形式取回　b=MSComm1.Input　For i=0To4Step2　data(i/2)=((b(i)/327683256+b(i+1)/32768-1))32.5　Text2.Text=Text2.Text+Str＄(data(i/2))+“　”　Next iEnd IfEnd Sub・173・　第2期马育锋,等:基于MSP430单片机的多路信号采集系统图4　PC 机数据通信界面3　结束语本文应用MSP430系列单片机具有超低功耗、丰富的片内外设资源以及AD7706具有低功耗、高精度A/D 转换等特点,设计了多通道数据采集系统,编制了A /D 转换[5]以及MSP430与PC 机之间的串行通信软件,使采集数据能在PC机上显示、存储、绘制曲线,同时PC 机能对单片机发送控制命令.实践证明,该系统实施简单,数据采集精度高,运行可靠.参考文献[1]魏小龙.MSP430系列单片机接口技术及系统设计实例[M ].北京:北京航空航天大学出版社,2002.[2]秦　龙.MSP430单片机C 语言应用程序设计实例精讲[M ].北京:电子工业出版社,2006.[3]高春艳,刘彬彬,王　斌.Visual Basic 开发技术大全[M ].北京:人民邮电出版社,2007.[4]李文杰,于有生,杨荣伟.弧焊过程中PCL 2818L 数据采集卡的开发应用[J ].武汉理工大学学报:交通科学与工程版,2004,28(3):4502452.[5]敖振浪,李源鸿,谭鉴荣.十六位模数转换器AD7705及其应用[J ].成都信息工程学院学报,2003,18(3):2812285.A Multi 2channel Signal Acquisition System Based onMSP430Single Chip ComputerMa Yufeng 1)　G ong Shengu ang 2)(Envi ronmental Protection B ureau of H uB ei Provi nce ,W uhan 430072)1)(Dep artment of W ea pon En gi neeri ng ,N av al Uni versit y of En gi neeri ng ,W uhan 430033)2)AbstractIn order to detect little analog signals ,AD7706characteristics of lower power and high ADC con 2version resolution are considered and a multi 2channel signal acquisition system is designed using MSP430F149as co nt roller.The ADC conversio n and serial communication between MSP430F149wit h PC are programmed.The f unctions are implemented t hat t he acquired data can be stored ,displayed ,plotted t he curve and command can be sent by PC at t he same time.The system can run reliably in p ractice.K ey w ords :data acquisitio n ;MSP430F149;AD7706;serial communication・273・武汉理工大学学报(交通科学与工程版)2009年　第33卷。

基于MSP430单片机的多路数据采集系统的设计

基于MSP430单片机的多路数据采集系统的设计数据采集是从一个或多个信号猎取对象信息的过程。

随着微型计算机技术的飞快进展和普及,数据采集监测已成为日益重要的检测技术,广泛应用于工农业等需要同时监控温度、湿度和压力等场合。

数据采集是工业控制等系统中的重要环节,通常采纳一些功能相对自立的系统来实现,作为测控系统不行缺少的部分,数据采集的性能特点挺直影响到囫囵系统。

本文设计的多路数据采集系统采纳系列单片机作为板的核心控制元件。

MSP430系列单片机是由TI公司开发的16位单片机,其突出特点是强调超低功耗,十分适合于各种功率要求低的场合。

该系统采样采纳MSP430单片机内部12位的A／D,使系统具有硬件电路得以容易化,功耗低的特点。

因为该系列较高的性能价格比,应用日趋广泛。

2 系统的基本组成和工作原理在本数据采集系统的设计中为了提高系统智能化、牢靠性和有用性,采纳单片MCU和上位机传输的办法,即MCU运行在数据采集系统的远端,完成数据的采集、处理、发送和显示,上位机则完成数据的接收、校验及显示,同时上位机可对远端MCU举行控制,使其采集方式可选。

MCU 选用TI公司的低功耗MSP430F437,该单片机比80C51功能要强大许多,他内部不仅有8路12位A／D,而且还带的驱动,节约了不少外围电路。

本系统现场模拟一正弦波信号以及其他6路分压信号以供系统举行多路采样,采纳ICL8038精密信号发生芯片产生一频率可变的正弦波,然后由LM331芯片实现频率到的转换,之间还需对信号举行调理以符合系统要求。

3 系统硬件电路设计系统硬件总体框图1所示。

本系统由模拟板和MCU板2块板组成,模拟板包括系统电源、正弦波信号发生模块、频率电压转化模块、信号调理模块和7路A／D的接口;MCU板包括电源及A／D接口、MCU、LCD和串口收发模块。

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基于MSP430单片机的多路信号采集系统

基于MSP430单片机的多路信号采集系统
马育锋;龚沈光
【期刊名称】《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》
【年(卷),期】2009(033)002
【摘要】根据微弱模拟信号的检测需要,利用AD7706具有低功耗、高精度A/D 转换的特点,以MSP430F149为控制器,设计了一种多路信号采集系统,编制了A/D 转换以及MSP430F149与PC机之间的串行通信软件,实现了采集到的数据能在PC机上显示、存储、绘制曲线,同时PC机能给单片机发送控制命令等功能.实践表明该系统能可靠运行.
【总页数】4页(P369-372)
【作者】马育锋;龚沈光
【作者单位】湖北省环境保护局,武汉,430072;海军工程大学兵器工程系,武
汉,430033
【正文语种】中文
【中图分类】TP274
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基于MSP430和MATLAB的低功耗多通道数据采集仪的研制

基于MSP430和MATLAB的低功耗多通道数据采集仪的研制吕杰;韩书娜;陆畅【摘要】针对多路数据采集的需求,设计了一套低功耗多通道数据采集仪.仪器由数据采集卡和上位机采集软件组成.采集卡以单片机MSP430F2274为核心进行多路数据的同步采集,功耗小、成本低;并能与计算机软件进行双向互动.上位机软件在MATLAB环境下设计,用于控制数据采集卡的参数设置、数据传输,并具备数据处理及存储功能.仪器采集数据准确,适用于自动化设备辨识分析.【期刊名称】《仪表技术与传感器》【年(卷),期】2013(000)008【总页数】3页(P36-37,40)【关键词】数据采集卡;低功耗;多通道;数据采集软件【作者】吕杰;韩书娜;陆畅【作者单位】平顶山供电公司,河南平顶山467001;平顶山工业职业技术学院,河南平顶山467001;平顶山供电公司,河南平顶山467001【正文语种】中文【中图分类】TP2160 引言建立准确的自动化系统模型有重要意义，需要大量详细数据作为支撑，为此设计了一款有较高精度、可靠性和低功耗的多通道数据采集仪。

1 数据采集仪总体结构采集仪总体结构如图1所示，它由数据采集卡和上位机采集控制软件组成。

数据采集卡用于系统交直流信号的多路同步采集;上位机采集控制软件控制采集卡进行数据采集、处理和存储数据。

图1 数据采集卡总体设计结构2 数据采集卡在微功耗、小型化、成本低的设计原则上，设计了高度集成的数据采集卡，它的内部结构如图2所示，分为三部分:数据采集电路，主要实现系统的多路数据同步采集和转换，包括信号调理电路和A/D转换电路;核心控制电路，包括单片机、通信电路和外部存储电路(RAM)，主要负责协调各部分有序工作，其中数据采集电路板采用插件方式与核心控制电路总线相连，可灵活扩展数据采集通道路数;考虑系统的稳定性，采集卡使用开关电源供电。

图2 数据采集卡结构图2.1 数据采集电路数据采集电路由模拟信号输入通道和开关量信号输入通道组成。

基于MSP430单片机的超低功耗数据采集器设计

基于MSP430单片机的超低功耗数据采集器设计
刘立群;孙志毅;金坤善
【期刊名称】《自动化仪表》
【年(卷),期】2005(026)004
【摘要】介绍一种以MSP430系列单片机为核心的数据采集器,以零功耗磁敏传感器作为采集前端,适用于远传抄表系统的数据采集.具体阐述仪器的工作原理、主要特点、硬件电路设计和软件设计.
【总页数】2页(P30-31)
【作者】刘立群;孙志毅;金坤善
【作者单位】太原重型机械学院,太原,030024;太原重型机械学院,太原,030024;太原重型机械学院,太原,030024
【正文语种】中文
【中图分类】TP368.1
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基于MSP430单片机的多路数据采集系统的设计

基于MSP430单片机的多路数据采集系统的设计
陈龙;邓先灿;孙麒
【期刊名称】《现代电子技术》
【年(卷),期】2006(29)20
【摘要】介绍一种以MSP430单片机为核心的多路数据采集系统.系统由集成函数发生器ICL8038现场模拟产生一正弦波信号并通过LM331实现频率到电压的变换,从而供给单片机进行数据采集.系统采用单片机与上位机进行通讯,单片机负责对7路数据的采集、处理和控制显示,同时应答上位机命令.上位机面向用户,可以对系统进行控制,选择数据采集的方式.设计并实现了一种具有现场采集和显示并且采集方式可控制的多路数据采集器,该数据采集器具有硬件电路简单,采集精度较高,低功耗等特点,具有推广应用价值.
【总页数】4页(P107-109,112)
【作者】陈龙;邓先灿;孙麒
【作者单位】杭州电子科技大学,电子信息学院,浙江,杭州,310018;杭州电子科技大学,电子信息学院,浙江,杭州,310018;杭州电子科技大学,电子信息学院,浙江,杭州,310018
【正文语种】中文
【中图分类】TN2
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