DSP控制器及其應(yīng)用課程設(shè)計(jì)溫度采集與顯示

1、信息與電氣工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（2010/2011學(xué)年第二學(xué)期）課程名稱 ： dsp控制器及其應(yīng)用 題 目 ： 溫度采集與顯示 專業(yè)班級(jí) ： 學(xué)生姓名 ： 學(xué) 號(hào) ： 指導(dǎo)教師 ： 設(shè)計(jì)周數(shù) ： 2周 設(shè)計(jì)成績(jī) ： 2011年7月7日1 課程設(shè)計(jì)目的通過(guò)我們對(duì)dsp控制器及其應(yīng)用課程的學(xué)習(xí)和理解，綜合運(yùn)用課本中所學(xué)到的理論知識(shí)完成一個(gè)溫度采集與顯示的課程設(shè)計(jì)。通過(guò)這次實(shí)踐鍛煉我們查閱資料、方案比較、團(tuán)結(jié)合作的能力。在這個(gè)過(guò)程我們必須掌握溫度采集技術(shù)的硬件設(shè)計(jì)、熟悉a/d轉(zhuǎn)換技術(shù)和dsp液晶顯示功能的軟件設(shè)計(jì)。學(xué)會(huì)采用簡(jiǎn)單電路的實(shí)驗(yàn)調(diào)試和整機(jī)指標(biāo)測(cè)試方法，增強(qiáng)我們的動(dòng)手能力，為以后學(xué)習(xí)和工作打

2、下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。2 課程設(shè)計(jì)正文2.1 系統(tǒng)分析2.1.1 設(shè)計(jì)的任務(wù)及步驟（1）熟悉mc1403芯片的應(yīng)用； （2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得熱敏電阻和溫度的一些數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)溫度電阻公式； （3）設(shè)計(jì)外部硬件電路； （4）軟件完成程序流程圖設(shè)計(jì)和編程，其中包括a/d轉(zhuǎn)換和液晶顯示部分； （5）軟硬件聯(lián)合調(diào)試；（6）書(shū)寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。2.1.2設(shè)計(jì)思路 首先設(shè)計(jì)溫度采集電路，由于考慮到使用的是非線性負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，因此采用了橋式電路盡量減小因外接不必要因素導(dǎo)致的誤差，通過(guò)多次試驗(yàn)測(cè)得幾個(gè)點(diǎn)，并擬合出一條合適的線性函數(shù)關(guān)系。其次進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，主要包括ad轉(zhuǎn)換模塊、液晶顯示模塊、算法轉(zhuǎn)換模塊以及主函數(shù)模塊。最后進(jìn)

3、行軟硬件聯(lián)系調(diào)試，并能在液晶上正常顯示溫度值2.2 總體設(shè)計(jì)2.2.1 硬件設(shè)計(jì)tms320f2812作為本次課設(shè)使用的dsp芯片。它包含33個(gè)電源引腳（為使器件正常運(yùn)行，所有電源引腳必須正確連接且不能懸空）時(shí)鐘源模塊，dsp有六種信號(hào)可以使dsp控制器復(fù)位，即電源復(fù)位、復(fù)位引腳rs、軟件復(fù)位、非法地址復(fù)位、看門狗定時(shí)器溢出、欠壓復(fù)位六種復(fù)位信號(hào)。所以在設(shè)計(jì)的初期，把它分成了五個(gè)模塊。其中復(fù)位采用電源復(fù)位的方式，由引腳pcreset引起。為了可靠復(fù)位，其中低電平的有效時(shí)間至少6個(gè)cpu時(shí)鐘周期。dsp最小系統(tǒng)組成框圖如圖1所示。圖1 dsp最小系統(tǒng)其中：開(kāi)關(guān)sw-pb、電容以及電阻構(gòu)成一個(gè)簡(jiǎn)單

4、的撫慰電路；晶振與兩個(gè)并聯(lián)電容接在xtal1與xtal2為2812提供外部時(shí)鐘；ht7133芯片將5v直流電源轉(zhuǎn)換為3.3v直流電源構(gòu)成電源模塊為2812供電。2.2.2系統(tǒng)框圖設(shè)計(jì)該系統(tǒng)包括溫度采集模塊、f2812芯片、ad轉(zhuǎn)換模塊以及液晶顯示模塊，首先通過(guò)熱敏電阻對(duì)外界溫度的變化，從而改變其電位的變化，f2812芯片等待中斷并接收數(shù)據(jù)，然后送入ad轉(zhuǎn)換模塊，ad對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換結(jié)果存放在結(jié)果寄存器的高12位，為保證數(shù)據(jù)精確多次采樣求平均值，最后通過(guò)算法轉(zhuǎn)換，將結(jié)果顯示在lcd液晶上。系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程如圖2所示。圖2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程圖2.3 單元電路的設(shè)計(jì)2.3.1溫度采集電路考慮到此

5、次使用的是非線性負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，因此采用橋式電路盡量確保其精度，并使用低壓基準(zhǔn)芯片mc1403為電路提供基準(zhǔn)電壓，確保其盡量減少外界不必要因素的影響。溫度采集電路如圖3所示。圖3 溫度采集電路2.3.2單元模塊的分析（1）mc1403低壓基準(zhǔn)芯片引腳如圖4所示。圖4 mc1403低壓基準(zhǔn)芯片引腳圖vin端口輸入一個(gè)4.540v的模擬電壓值（接p2口的1引腳），在vout端輸出了一個(gè)穩(wěn)定的電壓值（接p2口的1引腳，為ad模塊提供參考模擬高電平），gnd端接模擬地（接p2口的33引腳）為ad提供參考模擬低電平，并與數(shù)字地短接。（2）ad轉(zhuǎn)換模塊12位數(shù)字結(jié)果=4095*（輸入電壓/基準(zhǔn)電壓）

6、基準(zhǔn)電壓：3v輸入電壓：a/d采集的電壓12位數(shù)字結(jié)果：12位的轉(zhuǎn)換結(jié)果是放在結(jié)果寄存器的高12位上。（3）lcd液晶顯示模塊液晶顯示為128行和64列的矩陣，它分左右兩個(gè)平面，而一個(gè)字是16行和16列的矩陣，在按頁(yè)的顯示中每一頁(yè)是一個(gè)8行和128列的矩陣，所以每一行字是分兩頁(yè)顯示的系統(tǒng)設(shè)計(jì)總電路圖如圖5所示。圖.5 系統(tǒng)設(shè)計(jì)總電路圖2.4 軟件程序設(shè)計(jì)2.4.1 軟件系統(tǒng)流程圖圖6 軟件系統(tǒng)流程圖3聯(lián)機(jī)調(diào)試調(diào)試結(jié)果如圖7 所示。圖7 聯(lián)機(jī)調(diào)試結(jié)果4課程設(shè)計(jì)總結(jié)這次課程設(shè)計(jì)除了關(guān)于dsp方面的心得體會(huì)，還有是關(guān)于人與人之間關(guān)系方面的。在這期間，我得到了很多同學(xué)的幫助。我本人對(duì)dsp也并不是很熟

7、悉，學(xué)的東西應(yīng)用不是很好，理論聯(lián)系不了實(shí)際。以前的c語(yǔ)言沒(méi)學(xué)好，一開(kāi)始的程序這塊兒就要令我束手無(wú)策了。后來(lái)請(qǐng)教同學(xué)和老師，看他邊做邊給我講解，是我取得了很大的進(jìn)步。最后說(shuō)明自己對(duì)這門課程的感受，課堂教學(xué)考慮到大多數(shù)同學(xué)的需求，主要強(qiáng)調(diào)“基本”基本知識(shí)、基本理論、基本方法、基本技能。而這次設(shè)計(jì)正是為我們提供了一個(gè)深入學(xué)習(xí)、探索的機(jī)會(huì)，成為課堂教學(xué)的有益補(bǔ)充。課程設(shè)計(jì)誠(chéng)然是一門專業(yè)課，給我很多專業(yè)知識(shí)以及專業(yè)技能上的提升，同時(shí)又是一門講道課，一門辯思課，給了我許多道，給了我很多思，給了我莫大的空間。同時(shí)，設(shè)計(jì)讓我感觸很深。使我對(duì)抽象的理論有了具體的認(rèn)識(shí)?；仡櫰鸫苏n程設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，從理論到

8、實(shí)踐，在這段日子里，可以說(shuō)得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書(shū)本上所沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到問(wèn)題，可以說(shuō)得是困難重重，但可喜的是最終都得到了解決。 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，也對(duì)團(tuán)隊(duì)精神的進(jìn)行了考察，讓我們?cè)诤献髌饋?lái)更加默契，在成功后一起體會(huì)喜悅的心情。果然是團(tuán)結(jié)就是力量，只有互相之間默契融洽的配合才能換來(lái)最終完美的結(jié)果。此次設(shè)計(jì)也讓我明白

9、了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及時(shí)請(qǐng)教或上網(wǎng)查詢，只要認(rèn)真鉆研，動(dòng)腦思考，動(dòng)手實(shí)踐，就沒(méi)有弄不懂的知識(shí)，收獲頗豐。5 參考文獻(xiàn)1 蘇奎峰，呂強(qiáng)，.tms32ox281xdsp原理及c程序開(kāi)發(fā). 北京航空航天大學(xué)出版社,20082 郁有文，常健，程繼紅.傳感器原理及工程應(yīng)用.西安電子科技大學(xué)出版社，2008主程序模塊代碼：#include dsp281x_device.h / dsp281x headerfile include file#include dsp281x_examples.h / dsp281x examples include file/聲明子函數(shù)interrupt v

10、oid adc_isr(void);void wendu(float c);void delay( int ndelay);void turnonlcd();void lcdcls();void lcdwrite(unsigned int x,unsigned int y,unsigned int lr,unsigned int n);void writenb(unsigned int x,unsigned int y,unsigned char *no,unsigned f,unsigned int lr);/定義全局變量uint16 loopcount;uint16 conversionc

11、ount;uint16 voltage11024;uint16 voltage21024;float temp;float temperature;uint16 i,j;int t_tempe,d_tempe,t_tempe0,t_tempe1; /溫度的整數(shù)部分和小數(shù)部分/宏定義#define lcddelay 1#define lcdcmdturnon 0x3f#define lcdcmdturnoff 0x3e#define lcdcmdstartline 0xc0#define lcdcmdpage 0xb8#define lcdcmdveraddress 0x40/定義數(shù)字字模uns

12、igned char ledkey108=0x00,0x00,0x7c,0x82,0x82,0x82,0x7c,0x00,/00x00,0x00,0x00,0x84,0xfe,0x80,0x00,0x00,/10x00,0x00,0x84,0xc2,0xa2,0x92,0x8c,0x00,/20x00,0x00,0x44,0x92,0x92,0x92,0x6c,0x00,/30x00,0x00,0x30,0x28,0x24,0xfe,0x20,0x00,/40x00,0x00,0x4e,0x92,0x92,0x92,0x62,0x00,/50x00,0x00,0x7c,0x92,0x92,0x

13、92,0x64,0x00,/60x00,0x00,0x02,0xc2,0x32,0x0a,0x06,0x00,/70x00,0x00,0x6c,0x92,0x92,0x92,0x6c,0x00,/80x00,0x00,0x4c,0x92,0x92,0x92,0x7c,0x00/9;main() initsysctrl();/初始化cpu eallow; sysctrlregs.hispcp.all = 0x3; / hspclk = sysclkout/6 edis; dint; initpiectrl();/初始化pie寄存器 ier = 0x0000;/ier為中斷使能寄存器，賦值清0 i

14、fr = 0x0000;/中斷標(biāo)志寄存器，復(fù)位 initpievecttable();/初始化向量表 eallow; / this is needed to write to eallow protected register pievecttable.adcint = &adc_isr;/把中斷首地址賦值給tit0 edis; / this is needed to disable write to eallow protected registers initadc(); / 初始化ad piectrlregs.pieier1.bit.intx6 = 1;/使用6號(hào)中斷 ier |= m_

15、int1; / enable cpu interrupt 1使用第一組中斷 eint; / enable global interrupt intm ertm; / enable global realtime interrupt dbgm loopcount = 0; conversioncount = 0;turnonlcd(); /打開(kāi)顯示 lcdcls(); /清除顯示內(nèi)存 *(int *)0x108000=0x80;/ 初始化icetek-ctrdelay(lcddelay);*(int *)0x108000=0x0;delay(lcddelay);*(int *)0x108000=

16、0x80;delay(lcddelay);*(int *)0x108001=lcdcmdstartline;/ 設(shè)置顯示起始行delay(lcddelay);*(int *)0x108002=0;delay(lcddelay); for(;) wendu(temp); lcdwrite(2,0,0,0); lcdwrite(2,16,0,1); lcdwrite(2,32,1,2); lcdwrite(2,48,1,3); lcdwrite(6,48,1,4);/在液晶屏上顯示相應(yīng)的漢字及符號(hào) writenb(6,6,ledkeyt_tempe0&0x000f,0,0); writenb(6,

17、5,ledkey(t_tempe1&0x000f),0,0); writenb(6,2,ledkeyd_tempe&0x000f,0,1);6 上位機(jī)程序設(shè)計(jì)（1） 控制界面如下（2） 上位機(jī)程序如下：using system;using system.collections.generic;using system.componentmodel;using system.data;using system.drawing;using system.text;using system.windows.forms;using system.io;using system.io.ports;nam

18、espace weuduceliang public partial class form1 : form string serialreadstring, ss, cc, string1; int i = 0; public form1() initializecomponent(); timer1.interval =1;/設(shè)置timer控件時(shí)間間隔 timer1.enabled = false; serialport1.databits = 8; serialport1.stopbits = system.io.ports.stopbits.one; serialport1.readbu

19、ffersize = 500000; serialport1.rtsenable = true; /如果是rs232轉(zhuǎn)rs485,此句必須要，否則不能通訊 serialport1.newline = rn; private void button1_click(object sender, eventargs e) if (button1.text = 打開(kāi)串口) if (!serialport1.isopen) /如果串口是關(guān)閉的 /設(shè)定串口信息和波特率 serialport1.portname = bobox1.selecteditem.tostring(); serialport1.ba

20、udrate = convert.toint32(bobox2.selecteditem.tostring(); serialport1.parity = parity.none; serialport1.databits = convert.toint16(bobox4.selecteditem.tostring(); serialport1.stopbits = stopbits.one; try serialport1.open(); /打開(kāi)串口 button1.text = 關(guān)閉串口; /改變按鈕上的字符 combobox1.enabled = false; combobox2.ena

21、bled = false; combobox3.enabled = false; combobox4.enabled = false; combobox5.enabled = false; catch messagebox.show(串口打開(kāi)失??！n可能是串口已被占用！); else /如果串口是打開(kāi)的 serialport1.close(); /關(guān)閉串口 button1.text = 打開(kāi)串口; /改變按鈕上的字符 combobox1.enabled = true; combobox2.enabled = true; combobox3.enabled = true; combobox4.e

22、nabled = true; combobox5.enabled = true; else serialport1.close(); serialport1.dispose(); /關(guān)閉串口 button1.text = 打開(kāi)串口; /改變按鈕上的字符 combobox1.enabled = true; combobox2.enabled = true; combobox3.enabled = true; combobox4.enabled = true; combobox5.enabled = true; btncj.enabled = true; button4.enabled = fal

23、se; private void btncj_click(object sender, eventargs e) try if (serialport1.isopen) btncj.enabled = false; button4.enabled = true; serialreadstring = serialport1_datareceived1(); if (serialreadstring != &(serialreadstring != cc| textbox1.text = ) textbox1.appendtext(時(shí)間： + datetime.now.tostring() +

24、溫度： + serialreadstring + + rn); cc = serialreadstring; timer1.start(); else messagebox.show(串口未打開(kāi)請(qǐng)先打開(kāi)串口！); catch/拋出異常 messagebox.show(沒(méi)找到設(shè)備); serialport1.close(); serialport1.dispose(); private void button4_click1(object sender, eventargs e) timer1.stop(); button4.enabled = false; btncj.enabled = tr

25、ue; string1 = ; private void button2_click(object sender, eventargs e) /清除listbox控件中的內(nèi)容 textbox1.text = ; private void button3_click(object sender, eventargs e) /保存溫度數(shù)據(jù) system.io.filestream objfile; savefiledialog1.showdialog(); if (savefiledialog1.filename != null) objfile = system.io.file.create(s

26、avefiledialog1.filename); objfile.close(); objfile.close(); objfile.dispose(); system.io.streamwriter objfiles = new streamwriter(savefiledialog1.filename); objfiles.write(textbox1.text); objfiles.close(); objfiles.dispose(); else messagebox.show(路徑不可為空！); private void timer1_tick(object sender, eve

27、ntargs e) serialreadstring = serialport1_datareceived1(); if (serialreadstring != & (serialreadstring != cc | textbox1.text = ) textbox1.appendtext(時(shí)間： + datetime.now.tostring() + 溫度： + serialreadstring + + rn); cc = serialreadstring; serialreadstring = ; else public bool receivedata(byte data, int

28、offset, int count, serialport serialport) if (serialport1.isopen) try serialport1.read(data, offset, count); return true; catch return false; else return false; private void combobox1_selectedindexchanged(object sender, eventargs e) this.serialport1.portname = bobox1.selecteditem.tostring(); private

29、 void combobox2_selectedindexchanged(object sender, eventargs e) this.serialport1.baudrate = convert.toint32(bobox2.selecteditem); private void combobox3_selectedindexchanged(object sender, eventargs e) switch (bobox3.selecteditem.tostring() case none: this.serialport1.parity = parity.none; break; c

30、ase even: this.serialport1.parity = parity.even; break; case odd: this.serialport1.parity = parity.odd; break; default: this.serialport1.parity = parity.none; break; private void combobox4_selectedindexchanged(object sender, eventargs e) this.serialport1.databits = convert.toint16(bobox4.selectedite

31、m); private void combobox5_selectedindexchanged(object sender, eventargs e) switch (convert.toint16(bobox5.selecteditem) case 1: this.serialport1.stopbits = stopbits.one; break; case 2: this.serialport1.stopbits = stopbits.two; break; default: this.serialport1.stopbits = stopbits.one; break; private void form1_load(object sender, eventargs e) #region -以下各賦值語(yǔ)句都會(huì)觸發(fā)相應(yīng)的selectedindexchanged事件，同時(shí)會(huì)對(duì)串口進(jìn)行