单片机最小系统自制及各种传感器模块的调试

前言 (1)

一．设计任务 (2)

二．设计内容 (2)

三．MSP430最小系统制作 (2)

1.1.1 MSP430最小系统设计整体框图 (2)

1.1.2 MSP430最小系统设计原理图 (2)

1.1.3 MSP430最小系统元件清单 (3)

1.1.4 MSP430最小系统设计PCB图 (4)

2.1 LCD12864液晶显示 (4)

2.1.1 LCD12864液晶显示简介 (4)

2.1.2 液晶引脚图 (5)

四．传感器模块电路 (5)

1. 光敏二极管 (5)

1.1光敏二极管简介 (5)

1.2 光敏二极管检测 (5)

2. 红外避障模块 (5)

2.1红外避障模块简介 (6)

2.2模块接口说明 (6)

3. TCRT5000寻迹模块 (7)

3.1寻迹模块简介 (7)

3.2应用场合 (8)

3.3模块原理与应用 (8)

4. 热敏传感器 (9)

4.1热敏传感器简介 (9)

4.2

5. 声音传感器 (10)

5.1 声音传感器工作原理 (10)

5.2 声音检测框图 (10)

6. 步进电机 (11)

6.1步进电机简介 (11)

6.2步进电机特点 (12)

6.3步进电机基本参数 (13)

6.3.1空载启动频率 (14)

6.3.2电机的相数 (14)

6.3.3固有步距角 (15)

6.3.4保持转矩 (16)

6.3.5拍数 (16)

6.3.6定位转矩 (16)

6.3.7最大静转矩 (17)

6.4工作原理 (18)

7.角度传感器 (20)

7.1 ADXL345连接方式 (21)

7.2 I2C总线介绍 (21)

7.3 SPI总线介绍 (22)

7.4 I2C与SPI的区别 (23)

8.超声波传感器 (23)

8.1 主要参数 (24)

8.2 实物图 (24)

8.3 工作原理 (25)

8.4 超声波传感器测距程序设计 (25)

9.L298模块及直流电机驱动 (26)

9.1 L298n电路原理图 (26)

9.2 电路优化部分 (26)

9.3 直流电机驱动 (27)

五．设计总结 (27)

前言

MSP430系列单片机是一个16位的单片机，采用了精简指令集（RISC）结构，具有丰富的寻址方式（7 种源操作数寻址、4 种目的操作数寻址）、简洁的27 条内核指令以及大量的模拟指令；大量的寄存器以及片内数据存储器都可参加多种运算；还有高效的查表处理指令。这些特点保证了可编制出高效率的源程序。MSP430 系列单片机的各系列都集成了较丰富的片内外设。它们分别是看门狗（WDT）、模拟比较器A、定时器A0（Timer_A0）、定时器A1（Timer_A1）、定时器B0（Timer_B0）、UART、SPI、I2C、硬件乘法器、液晶驱动器、10位/12位ADC、16位Σ-Δ ADC、DMA、I/O端口、基本定时器（Basic Timer）、实时时钟（RTC）和USB控制器等若干外围模块的不同组合。其中，看门狗可以使程序失控时迅速复位；模拟比较器进行模拟电压的比较，配合定时器，可设计出A/D 转换器；16 位定时器（Timer_A 和Timer_B）具有捕获/比较功能，大量的捕获/比较寄存器，可用于事件计数、时序发生、PWM等；有的器件更具有可实现异步、同步及多址访问串行通信接口可方便的实现多机通信等应用；具有较多的I/O 端口，P0、P1、P2 端口能够接收外部上升沿或下降沿的中断输入；10/12位硬件A/D 转换器有较高的转换速率，最高可达200kbps ，能够满足大多数数据采集应用；能直接驱动液晶多达160 段；实现两路的12 位D/A转换；硬件I2C串行总线接口实现存储器串行扩展；以及为了增加数据传输速度，而采用的DMA模块。MSP430 系列单片机的这些片内外设为系统的单片解决方案提供了极大的方便。

传感器（英文名称：transducer/sensor）是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。

一．设计任务

单片机最小系统自制及各种传感器模块的调试

二．设计内容

⑴制作MSP430单片机最小系统

⑵光敏二极管模块电路及其调试

⑶红外避障模块电力路及其调试

⑷TCRT5000寻迹模块电路及其调试

⑸热敏传感器模块电路及其调试

⑹声音检测模块电路及其调试

⑺火焰传感器模块及其调试

⑻步进电机模块及其调试

⑼L298N模块及直流电机驱动电路及其调试

三.MSP430最小系统制作

1.1.1MSP430最小系统设计框图

图1.1.1 MSP430最小系统设计框图1.1.2MSP430最小系统设计原理图

图1.1.2 MSP430最小系统设计原理图

1.1.3 原件清单

晶振2个

电阻10K 7个

电阻2K 1个

电位器10K 1个

电容22pF 4个

排针2排

按键6个

开关1个

LCD接口1排

发光二极管1个

MSP430芯片1个

1.1.4 MSP430最小系统设计PCB