基于MSP430G2553的频率计设计

数字式频率计

一、设计概述

在电子技术中，频率是最基本的参数之一，数字频率计具有精度高、使用方便、测量迅速、以及便于实现测量过程自动化等优点，是近代电子技术领域的重要工具之一，在许多领域得到广泛应用。本系统以超低功耗MSP430G2553单片机为核心处理芯片来测量信号的频率，通过定时器A采用计数法完成信号频率测量，并将被测频率值通过LCD12864液晶串行显示。频率可测量范围在1Hz到999MHz之间。如需要，范围可继续扩宽，频率计的误差在1%以内。

二、原理图

基于MSP430G2553的频率计设计原理图如图1所示，通过串口方式液晶显示，只需配置单片机三个口线便可以实现对频率的测量。其中待测频率信号从P1.0口输入，然后可以直接在液晶屏上显示。

图1 基于MSP430G2553频率计设计原理图

三、引脚说明

（一）MSP430G2553引脚功能说明

由原理图可以看出，430单片机的最小系统用到1脚电源、16脚复位端、20脚接地端、配置P1.0口为待测信号输入端，P1.4为串行数据输出口，P1.5为串行时钟输出口，如表1所示。

（二）LCD12864引脚功能说明

LCD12864液晶显示屏用到1、2脚，电源接口线，19、20脚背光电源接口线，15脚并行/串行接口选择，5脚串行数据口，6脚串行的同步时钟。LCD12864引脚功能如表2所示。

四、软件设计流程图

系统软件设计包括初始化模块、中断模块和信号频率显示模块。

（一）主函数

主函数流程图如图2所示。在主程序中，主要对单片机配置进行初始化和屏幕初始化，以及频率信号数据的处理并实时显示。

图2 主函数流程图

（二）单片机初始化函数

单片机初始化函数包括对看门狗定时器模式的设置、I/O口输入/输出功能的配置。定时器A所需时钟源、分频系数的选择，并将总中断打开。函数流程图如图3所示。

图3 MSP430初始化流程图

（三）中断函数

中断函数流程图如图4所示。当定时器A溢出后就进入中断，count就加上65535。

图4 中断函数

（四）频率显示函数

频率显示流程图如图5所示。频率显示函数包含对定时器A相关内容的操作，将定时器A计数寄存器内容清零后，设置定时器A的工作模式，产生1s 计数闸门，关闭定时器A，记下count的值即为所测得频率的大小。最后根据数据的大小，按不同的单位将数据通过12864液晶显示屏串行显示出来。

图5 频率显示函数

五、程序源代码

/***************************************************************

基于定时器A，采用计数法完成信号频率的测量

使用片内时钟DOC，时钟频率默认值

采用12864串行显示

频率测量范围：1Hz -- MHz(只要需要，范围可以继续扩宽，误差在1%以内) 被测信号输入管脚P1.0

WR数据引脚P1.4

SCLK模拟时钟引脚P1.5

PSB串行/并行选择引脚接GND

*****************************************************************/ #include

#define uint unsigned int

#define uchar unsigned char

#define ulint unsigned long int

ulint count=0;

void delay(uint t);

void delay1(void);

void int_430(void);

void sendbyte(uchar zdata);

void write_com(uchar cmdcode);

void write_data(uchar Dispdata);

void lcdinit();

void print_string( char *s);

void display(void);

/*************主函数************/

void main()

{

int_430();

lcdinit();

while(1)

{

display();

count=0;

}

}

/*************延时函数************/

void delay(uint t)

{

uint i,j;

for(i=0;i

for(j=0;j<10;j++);

}

//1s延时的计数闸门

void delay1(void)

{

unsigned long i;

for(i=0;i<119000;i++)

{

_NOP(); // 该函数用来产生一个MSP430 系统时钟周期的延时}

}

/*************430初始化函数************/

void int_430(void)

{

WDTCTL=WDTPW+WDTHOLD; // 关闭看门狗

P1SEL&=~BIT4;

P1DIR|= BIT4;

P1OUT&=~BIT4;

P1SEL&=~BIT5;

P1DIR|= BIT5;

P1OUT&=~BIT5;

P1SEL|=BIT0; // 设置P1.0 为TimerA 外部计数信号输入口P1DIR&=~BIT0; // 设置P1.0 为输入口

// TimerA 配置

TACTL=TASSEL_0; // 定时器A 时钟源选择：TACLK

TACTL=ID_3; // 计数时钟分频系数选择：1

CCTL0 = CCIE; //开中断

CCR0 = 65535;

_EINT();

}

/*************数据传送函数************/

void sendbyte(uchar zdata)

{

uchar code_seg7,serial_clk, serial_shift;

code_seg7=zdata;

serial_shift=0x80;

for(serial_clk=0; serial_clk<8; serial_clk++)

{

if(code_seg7&serial_shift)

{