基于16位單片機(jī)MSP430F169的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì).doc

畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目：基于16位單片機(jī)MSP430F169的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)生：XX學(xué)院(系)：專業(yè)班級(jí)：指導(dǎo)教師：時(shí)間：目錄目錄.II畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書.III畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告.V【摘要】.XV【ABSTRACT】.XVI1緒論.11.1單片機(jī)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢.11.4本文的主要工作內(nèi)容.52總體設(shè)計(jì)分析.62.1硬件系統(tǒng)總體設(shè)計(jì).62.2軟件系統(tǒng)總體設(shè)計(jì).83硬件器件的選擇.83.1單片機(jī)的選擇.83.2電源電路器件的選擇.83.3顯示電路芯片的選擇.93.4D/A和A/D轉(zhuǎn)換電路濾波放大電路的選擇.113.5串口芯片的選擇.113.6電平轉(zhuǎn)換電路.124硬件電路圖分析.124.1復(fù)位電路設(shè)計(jì).124.2電源電路的設(shè)計(jì).134.3電平轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)方案.174.4晶振電路的布局.194.6鍵盤電路設(shè)計(jì).204.7串口通信電路硬件設(shè)計(jì).214.8A/D轉(zhuǎn)換電路.225系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì).255.1鍵盤功能的實(shí)現(xiàn).255.1.1鍵盤輸入的軟件問題.255.1.2主程序設(shè)計(jì).265.2顯示電路程序設(shè)計(jì).265.3顯示狀態(tài)計(jì)算子程序.275.4A/D和D/A轉(zhuǎn)換程序設(shè)計(jì).285.5串口通信軟件設(shè)計(jì).295.5壓力采集子程序.3056干擾及其應(yīng)用.32561硬件措施.325.6.2軟件措施.325.6與微機(jī)的通信.336全文總結(jié).33參考文獻(xiàn).35任務(wù)書學(xué)院（系）專業(yè)班級(jí)學(xué)生姓名指導(dǎo)教師/職稱1.設(shè)計(jì)(論文)題目：基于16位單片機(jī)MSP430F169的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)2畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）起止時(shí)間：2008年10月8日2008年6月15日3畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)所需資料及原始數(shù)據(jù)（指導(dǎo)教師選定部分）參考書：1）萬方數(shù)據(jù)庫中有關(guān)MSP430F169的16位單片機(jī)方面的知識(shí)；2）德州儀器TI公司有關(guān)MSP430F169方面的有關(guān)資料；3）MSP430系列單片機(jī)接口技術(shù)及系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例魏小龍著北京航空航天大學(xué)出版社；4）網(wǎng)路上有關(guān)MSP430單片機(jī)設(shè)計(jì)方面的資料，比如MSP430與5V器件的連接，MSP430晶振布局要領(lǐng)等等；5）PROTEL入門與提高電子工業(yè)出版社4畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)應(yīng)完成的主要內(nèi)容1）掌握并闡述低功耗16位MSP430單片機(jī)的I/O、定時(shí)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器方面的知識(shí)；2）設(shè)計(jì)以MSP430為核心的最小系統(tǒng)原理圖，即該系統(tǒng)應(yīng)該包括那幾個(gè)部分；3）利用PROTEL軟件畫出以上框圖中各個(gè)部分的詳細(xì)硬件原理圖，文字說明設(shè)計(jì)的整個(gè)過程；4）能夠基本掌握單片機(jī)的編程、調(diào)試等過程；5畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的目標(biāo)及具體要求1）按照學(xué)院的有關(guān)要求寫出論文；2）在該畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，需要畫出以MSP430F169單片機(jī)為核心的最小系統(tǒng)原理圖；3）以上設(shè)計(jì)的整個(gè)過程需要在畢業(yè)論文的各個(gè)章節(jié)中體現(xiàn)出來；4）掌握單片機(jī)的調(diào)試及設(shè)計(jì)的整個(gè)過程；5）以上原理圖的繪制需要在PROTELL99SE軟件中進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，即學(xué)會(huì)使用電路板的制作軟件。6、完成畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)所需的條件及上機(jī)時(shí)數(shù)要求該畢業(yè)設(shè)計(jì)需要上機(jī)學(xué)時(shí)數(shù)為80學(xué)時(shí)。其它條件指導(dǎo)老師可以協(xié)調(diào)來提供。要查閱資料必須借助學(xué)校圖書館和長江大學(xué)維普網(wǎng)站、萬方數(shù)據(jù)庫以及和相關(guān)導(dǎo)師的指導(dǎo)。任務(wù)書批準(zhǔn)日期年月日教研室(系)主任(簽字)任務(wù)書下達(dá)日期年月日指導(dǎo)教師(簽字)完成任務(wù)日期年月日學(xué)生（簽名）畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告題目名稱:基于16位單片機(jī)MSP430F169的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)題目類型:院(系):專業(yè)班級(jí):學(xué)生姓名:指導(dǎo)教師:輔導(dǎo)教師:開題報(bào)告日期:基于16位單片機(jī)MSP430F169的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、題目來源實(shí)驗(yàn)室建設(shè)二、研究的目的和意義近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷地走向深入。同時(shí)隨著科學(xué)技術(shù)的提高和成熟，在各個(gè)工程設(shè)計(jì)中對(duì)單片機(jī)也提出了更高的要求。如運(yùn)算速度，功耗及開發(fā)的成本和手段等方面。然而，MSP430系列單片機(jī)是一個(gè)16位的、具有精簡指令集的、超低功耗的混合型單片機(jī)，在1996年問世，由于它具有極低的功耗、豐富的片內(nèi)外設(shè)和方便靈活的開發(fā)手段，已成為眾多單片機(jī)系統(tǒng)中一顆耀眼的新星，受到國內(nèi)廣大科技人員的歡迎。本題基于16位單片機(jī)MSP430F169的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)就是應(yīng)用美國TI公司生產(chǎn)的MSP430F169單片機(jī)。本系統(tǒng)采用的MSP430單片機(jī)設(shè)計(jì)的最小系統(tǒng)制成的PCB板可以運(yùn)用到實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備建設(shè)，方便開發(fā)人員對(duì)MSP430單片機(jī)的學(xué)習(xí)。三、閱讀的主要參考文獻(xiàn)及資料名稱1沈建華，楊艷琴編著.MSP430系列16位超低功耗單片機(jī)實(shí)踐與系統(tǒng)設(shè)計(jì).利達(dá)爾策劃2沈建華，楊艷琴編著.MSP430系列16位超低功耗單片機(jī)原理與應(yīng)用.利達(dá)爾策劃3秦龍編著.MSP430單片機(jī)長用模塊與綜合系統(tǒng)實(shí)例精講.電子工業(yè)出版社4魏小龍.MSP430系列單片機(jī)接口技術(shù)及系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例.北京:北京航空天大學(xué)出版社，2002.5顏永軍.Protel99電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用.北京:國防上業(yè)出版社，2001.6胡大可.MSP430系列單片機(jī)C語言程序設(shè)計(jì)與開發(fā).北京:北京航空航天大學(xué)出版社，2003.17胡大可.MSP430系列FLASH型超低功耗16位單片機(jī).北京:北京航空航天大學(xué)出版社，2001.11四、國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢與研究的主攻方向國內(nèi)外發(fā)展趨勢：我國開始使用單片機(jī)是在1982年，短短五年時(shí)間里發(fā)展極為迅速。1986年在上海召開了全國首屆單片機(jī)開發(fā)與應(yīng)用交流會(huì)，有的地區(qū)還成立了單片微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用協(xié)會(huì)，那是全國形成的第一次高潮。截止今日，單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)飛速發(fā)展，我們上因特網(wǎng)輸入一個(gè)“單片機(jī)”的搜索，將會(huì)看到上萬個(gè)介紹單片機(jī)的網(wǎng)站，這還不包括國外的。與它相應(yīng)的專業(yè)雜志現(xiàn)在也有很多，比如由單片機(jī)界的權(quán)威何立民主編的單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用雜志現(xiàn)以風(fēng)靡電子界，在2003年7月，91（91獵頭網(wǎng)）在上海、廣州、北京等大城市所做的一次專業(yè)人才需求報(bào)告中，單片機(jī)人才的需求量位居第一。一塊小小的片子，為何有這樣的魔力？我們首先從它的構(gòu)成說起：單片機(jī)，亦稱單片微電腦或單片微型計(jì)算機(jī)。它是把中央處理器（CPU）、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）、只讀存儲(chǔ)器（ROM）、輸入/輸出端口（I/O）等主要計(jì)算機(jī)功能部件都集成在一塊集成電路芯片上的微型計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生加快了人類改造世界的步伐，但是它畢竟體積大。微計(jì)算機(jī)（單片機(jī)）在這種情況下誕生了，它為我們改變了什么？縱觀我們現(xiàn)在生活的各個(gè)領(lǐng)域，從導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，到飛機(jī)上各種儀表的控制，從計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，到工業(yè)自動(dòng)化過程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，以及我們生活中廣泛使用的各種智能IC卡、電子寵物等，這些都離不開單片機(jī)。以前沒有單片機(jī)時(shí)，這些東西也能做，但是只能使用復(fù)雜的模擬電路，然而這樣做出來的產(chǎn)品不僅體積大，而且成本高，并且由于長期使用，元器件不斷老化，控制的精度自然也會(huì)達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)。在單片機(jī)產(chǎn)生后，我們就將控制這些東西變?yōu)橹悄芑?，我們只需要在單片機(jī)外圍接一點(diǎn)簡單的接口電路，核心部分只是由人為的寫入程序來完成。這樣產(chǎn)品的體積變小了，成本也降低了，長期使用也不會(huì)擔(dān)心精度達(dá)不到了。所以，它的魔力不僅是在現(xiàn)在，在將來將會(huì)有更多的人來接受它、使用它。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國的單片機(jī)年容量已達(dá)1-3億片，且每年以大約16%的速度增長，但相對(duì)于世界市場我國的占有率還不到1%。特別是沿海地區(qū)的玩具廠等生產(chǎn)產(chǎn)品多數(shù)用到單片機(jī)，并不斷地輻射向內(nèi)地。所以，學(xué)習(xí)單片機(jī)在我國是有著廣闊的前景。由于單片機(jī)技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域正得到越來越廣泛的應(yīng)用，世界上許多集成電路生產(chǎn)廠家相繼推出了各種類型的單片機(jī)，在單片機(jī)家族的眾多成員中，MSP430系列單片機(jī)以其優(yōu)越的性能、及高可靠性和高性能價(jià)格比，迅速占領(lǐng)了工業(yè)測控和自動(dòng)化工程應(yīng)用的主要市場，成為國內(nèi)單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域中的主流。目前，可用于MSP430系列單片機(jī)開發(fā)的硬件越來越多，與其配套的各類開發(fā)系統(tǒng)、各種軟件也日趨完善，因此，可以極方便地利用現(xiàn)有資源，開發(fā)出用于不同目的的各類應(yīng)用系統(tǒng)。單片機(jī)最小系統(tǒng)是在以MSP430單片機(jī)為基礎(chǔ)上擴(kuò)展，使其能更方便地運(yùn)用于各種系統(tǒng)中，不僅具有控制方便、組態(tài)簡單和靈活性大等優(yōu)點(diǎn)，而且可以大幅度提高系統(tǒng)的性能技術(shù)指標(biāo)，從而能夠大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。MSP430系列單片機(jī)以其功能強(qiáng)、體積小、可靠性高、造價(jià)低和開發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)，成為在實(shí)時(shí)檢測和自動(dòng)控制領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的器件，在工業(yè)生產(chǎn)中稱為必不可少的器件，尤其是在日常生活中發(fā)揮的作用也越來越大。主攻方向：本課題設(shè)計(jì)主要在MSP430單片機(jī)上，擴(kuò)展鍵盤顯示接口，晶振的布局，電壓轉(zhuǎn)換電路，A/D，D/A轉(zhuǎn)換和電平轉(zhuǎn)換