采用MSP430系列單片機(jī)設(shè)計(jì)測試系統(tǒng)
1 引言
單片機(jī)(或微控制器)技術(shù)已滲透到生活的方方面面,廣泛應(yīng)用于家用電器、通信、測試等領(lǐng)域。因此該技術(shù)正積極影響著人們的生活。這里給出一種基于MSP430單片機(jī)的測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)。MSP430系列單片機(jī)是TI公司生產(chǎn)的超低功耗混合信號控制器,其靈活的時(shí)鐘源選擇可最大限度的延長電池壽命,內(nèi)部集成有豐富的外圍模塊,該系列單片機(jī)不同型號針對不同應(yīng)用領(lǐng)域。
2 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
2.1 存儲(chǔ)測試原理簡介
存儲(chǔ)測試技術(shù)是一種70年代開始的新的測試方法。存儲(chǔ)測試是在對被測對象無影響或影響在允許范圍的條件下,在被測體內(nèi)放置微型數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)測試儀,現(xiàn)場實(shí)時(shí)完成信息的快速采集與記憶,事后回收記錄儀,由計(jì)算機(jī)處理和再現(xiàn)測試信息的一種動(dòng)態(tài)測試技術(shù)。
2.2 系統(tǒng)工作原理
圖1是基于MSP430系列單片機(jī)的測試系統(tǒng)的原理框圖。該測試系統(tǒng)具有可編程設(shè)置功能,觸發(fā)信號啟動(dòng)單片機(jī)進(jìn)入采樣狀態(tài),以一定的采樣頻率采樣A/D轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù),其采樣頻率由單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器確定,采樣數(shù)據(jù)通過單片機(jī)內(nèi)部12位A/D轉(zhuǎn)換器完成模數(shù)轉(zhuǎn)換,再存入存儲(chǔ)器。當(dāng)該測試系統(tǒng)回收時(shí),可通過RS232串口直接與計(jì)算機(jī)通信,將數(shù)據(jù)存入計(jì)算機(jī),以便后續(xù)處理。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮設(shè)計(jì)要求、所用器件性能、電磁兼容性、系統(tǒng)穩(wěn)定性、可操作性、工作可靠性等因素。
3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)主要包括傳感器,模擬適配電路,MSP430單片機(jī)采集、存儲(chǔ)單元,以及接口單元等。來自于傳感器的信號經(jīng)模擬適配電路后進(jìn)入單片機(jī)內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換,然后將轉(zhuǎn)換結(jié)果由單片機(jī)的I/O口存入存儲(chǔ)器。采用串口異步 RS232通信接口讀取數(shù)據(jù)。測試完成后,通過計(jì)算機(jī)完成數(shù)據(jù)的通信、顯示、處理等功能。其中電源管理部分由單片機(jī)控制向存儲(chǔ)器和模擬電路供電,這樣可延長電池壽命。采用單片機(jī)片內(nèi)的A/D轉(zhuǎn)換器不僅降低系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性,還提高系統(tǒng)的可靠性,從而避免接口設(shè)計(jì)的復(fù)雜性,同時(shí)減小PCB板面積。
該系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)采用RS232串口異步通信。系統(tǒng)采用MAX232器件實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與計(jì)算機(jī)接口的轉(zhuǎn)換,其中在其引腳C1+、C1-、C2+、C2-、V+ 和V-處分別連接1只0.1μF的電容實(shí)現(xiàn)充電,以滿足相應(yīng)的充電泵要求。引腳T1OUT、T1IN、R1OUT和R1IN分別是RS232轉(zhuǎn)換發(fā)送和接收的輸出與輸入引腳,可實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的TTL電平與上位機(jī)接口電平轉(zhuǎn)換。為減小輸入端干擾,還需在該器件的電源輸入引腳處接1只0.1 μF的電容,實(shí)現(xiàn)濾波。MAX232采用0.3~6 V的供電電壓;與計(jì)算機(jī)接口的引腳R1IN和T1OUT上的電平分別為±30 V和±15 V,與單片機(jī)接口的引腳T1IN和R1OUT上的電平分別為-0.3 V~(Vcc為-0.3 V)和0.3 V~(Vcc為+0.3 V)。單片機(jī)采用3.3 V供電,因此MAX232的供電電壓Vcc采用3.3 V.如圖2所示。
4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
軟件設(shè)計(jì)也是測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié),軟件設(shè)計(jì)的一般過程為:明確軟件設(shè)計(jì)任務(wù);按功能劃分程序模塊并繪出流程圖;選擇程序設(shè)計(jì)語言并編程;調(diào)試程序。
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