基于MSP430F149的溫濕度記錄儀的設(shè)計說明書

基于MSP430F149的溫濕度記錄儀的設(shè)計說明書,基于,msp430f149,溫濕度,記錄儀,設(shè)計,說明書,仿單 題目來源 教師提供選題。 主要研究內(nèi)容 一、基本內(nèi)容 使用MSP430實現(xiàn)溫濕度的記錄、顯示、報警、設(shè)置、上傳到PC等功能。能夠?qū)崿F(xiàn)存儲4萬條以上的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)具有記憶配置數(shù)據(jù)并且斷電恢復(fù)的功能。對系統(tǒng)功耗有小于1毫安的特殊要求。具有客戶和工程模式。 二、具體要求 1、 MSP430F149 的功能研究 （1）MSP430F149上的接口設(shè)計，包含AD、時鐘、中斷、Nand-flash存取、IO等； （2）采集系統(tǒng)的搭建。 2、 MSP430低功耗設(shè)計方案探究 （1）軟件優(yōu)化解決方案。 （2）硬件優(yōu)化解決方案。 3、串口通訊協(xié)議編寫 4、斷碼液晶顯示驅(qū)動選取及應(yīng)用技術(shù) 5、產(chǎn)品的工業(yè)價值與應(yīng)用前景的調(diào)研 三、實現(xiàn)條件 編程軟件進行編程，Altium Designer軟件繪制電路板，以及導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)。 開題依據(jù)（包括相關(guān)研究現(xiàn)狀、此項研究的理論意義、學(xué)術(shù)價值、應(yīng)用前景等） 一、研究現(xiàn)狀： 溫濕度采集儀在各行各業(yè)有著廣泛的應(yīng)用，大大加快了數(shù)據(jù)采集自動化智能化的發(fā)展但是由于功耗的限制一些使用外接電源不方便的領(lǐng)域無法實現(xiàn)自動采集溫濕度，耗費了大量人力。研究一款低功耗的溫濕度采集儀迫在眉睫。近幾年來隨著低功耗器件的發(fā)展，各種低功耗溫濕度采集儀應(yīng)運而生，但是價格昂貴。本系統(tǒng)具有性價比高和低功耗兼?zhèn)涞奶攸c。 二、理論意義： MSP430系列單片機是一個16位的單片機，采用了精簡指令集（RISC）結(jié)構(gòu)，具有豐富的尋址方式（7 種源操作數(shù)尋址、4 種目的操作數(shù)尋址）、簡潔的 27 條內(nèi)核指令以及大量的模擬指令；大量的寄存器以及片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器都可參加多種運算；還有高效的查表處理指令。MSP430 單片機有超低的功耗，具有較多的 I/O 端口，P0、P1、P2 端口能夠接收外部上升沿或下降沿的中斷輸入；A/D 轉(zhuǎn)換器有較高的轉(zhuǎn)換速率能夠滿足大多數(shù)數(shù)據(jù)采集應(yīng)用；實現(xiàn)兩路的 12 位 D/A 轉(zhuǎn)換；硬件I2C串行總線接口實現(xiàn)存儲器串行擴展；以及為了增加數(shù)據(jù)傳輸速度，而采用的DMA模塊。MSP430 系列單片機的這些片內(nèi)外設(shè)為系統(tǒng)的單片解決方案提供了極大的方便。對于我們學(xué)習(xí)單片機意義重大。溫濕度采集儀的低功耗設(shè)計對我以后電路設(shè)計有很強的指導(dǎo)意義。 三、學(xué)術(shù)價值： 本系統(tǒng)低功耗的設(shè)計方案值得借鑒為后來者提供了一種設(shè)計思路。本系統(tǒng)在功耗與性價比間的取舍有獨到之處，豐富了相關(guān)領(lǐng)域的儀器選擇。 四、應(yīng)用前景：　 本系統(tǒng)利用溫濕度傳感器測量精度較高等優(yōu)點，同時結(jié)合MSP430的強大功能以及低功耗的特點，設(shè)計一個采集系統(tǒng)，用來對環(huán)境的溫度進行監(jiān)控。 此系統(tǒng)由于蘊藏著巨大的科學(xué)意義和使用價值，己受到越來越多學(xué)術(shù)部門、軍事部門和工業(yè)部門的青睞。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，在很多情況下需要對環(huán)境的溫濕度進行檢測，特別是對污染嚴(yán)重、自然條件惡劣、人員難以到達的地方。前景不可限量。 起止時間和進度安排（包括外出調(diào)研） 起止時間 完成內(nèi)容 2012.12.30-2012.1.31 查閱相關(guān)資料、文獻綜述、開題報告 2013.2.1-2013.3.17 準(zhǔn)備開題報告，2013.3.17開題報告答辯 2013.3.18-2013.3.19 硬件電路設(shè)計 2013.3.20-2013.3.26 編寫代碼 2013.3.27-2013.4.11 軟、硬件協(xié)同調(diào)試 2013.4.12-2013.4.20 撰寫畢業(yè)論文，2013.4.20上交論文初稿 2013.4.21-2013.5.12 修改論文，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯，2013.5.12第一次畢業(yè)答辯 2013.5.13-2013.5.26 修改論文， 2013.5.26第二次畢業(yè)答辯 預(yù)期結(jié)果及成果形式 系統(tǒng)工作正常，再將系統(tǒng)功耗降低到1毫安，沒有明顯的BUG。存儲數(shù)據(jù)4萬條錯誤率在0.1%。實現(xiàn)單片機與上位機的數(shù)據(jù)傳輸。完成市場需求性調(diào)查并改善系統(tǒng)。成果將以實物展示。 可行性分析（已具備的條件和待解決的問題；擬采取的研究方法、技術(shù)路線、實驗方案等） 1、已具備的條件 已經(jīng)完成了購買所有器件的準(zhǔn)備工作，并且在理論上有老師指導(dǎo)，自主完成了理論系統(tǒng)的規(guī)劃，得到了導(dǎo)師的認(rèn)可。所以可行性極大。 2、待解決的問題 目前功耗大小問題尚無法知曉，在理論上達到1毫安有100%的可行性。根據(jù)要求需要定制特殊斷碼液晶。顯示效果尚待測試。 3、解決方法如下 首先在開發(fā)板進行單模塊的程序調(diào)試，其次完成整個系統(tǒng)的PCB設(shè)計，最后進行整個系統(tǒng)的程序測試修改和功耗測試。 4、技術(shù)路線 MSP430 復(fù)位電路、電源、按鍵、 溫濕度傳感器 Nand flash儲存芯片 PC 串口 外部時鐘 顯示 5、實驗方案 （1）設(shè)計方案 在開發(fā)板上進行單模塊的程序調(diào)試，其次完成整個系統(tǒng)的PCB設(shè)計，再進行硬件電路系統(tǒng)的焊接，最后進行整個系統(tǒng)的程序測試、修改和完善。 （2）調(diào)查方案 對產(chǎn)品應(yīng)用場合的具體調(diào)查并根據(jù)使用者具體要求優(yōu)化產(chǎn)品。 主要參考文獻 [1] 胡大可．MSP430系列Flash型超低功耗16位單片機．北京航空航天大學(xué)出版社，2001． [2] 蔡純潔，邢武．PIC16/17單片機原理和應(yīng)用，合肥：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，2001． [3] 張雪彤，張榮華，胡書敏等．大洋中脊熱水探測與新型傳感器[J]．地質(zhì)論評，2006． [4] 沈建華，楊艷琴．MSP430系列16位超低功耗單片機原理與應(yīng)用[M]．北京:清華大學(xué)出版社，2004． [5] 童詩白，華成英．模擬電子技術(shù)[M]．北京:高等教育出版社，2001． [6] 陳延奎．基于80C51單片機的通用數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)[J]．機械出版社，2008． [7] 李朝青．單片機&DSP外圍數(shù)字IC技術(shù)手冊．北京:北京航空航天大學(xué)出版社，2005． [8] 袁濤等．單片機C高級語言程序設(shè)計及其應(yīng)用．北京:北京航空航天大學(xué)出版社，2001． [9] 晶辰工作室編．Visual Basic 6.0中文版實用參考手冊[專著]：語句、函數(shù)、對象與方法篇．北京：電子工業(yè)出版社，1998． [10] 何希才，薛永毅，姜余祥．傳感器技術(shù)及應(yīng)用．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2005． [11] 李道華，李玲，朱艷．傳感器電路分析與設(shè)計．武漢：武漢大學(xué)出版社，2000． [12] 利爾達，沈建華，楊艷琴．MSP430系統(tǒng)16位超低功耗單片機實踐與系統(tǒng)設(shè)計．北京：清華大學(xué)出版社，2005． [13] 金海龍．基于MSP430 的高精度溫度測量的補償方法，單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，2001． [14] 張希，王德銀．MSP430系列單片機實用C語言程序設(shè)計．北京：人民郵電出版社，2005． [15] 葉樹明. 基于C8051F040 單片機的便攜式心電監(jiān)護儀的低功耗設(shè)計. 電子器件， 2007． [16] 沈建華. MSP430系列16 位超低功耗單片機原理與應(yīng)用. 北京: 清華大學(xué)出版社, 2004． [17] 孫建軍. 小型血液溫度監(jiān)測記錄儀研制. 中國醫(yī)療器械信息，2006，12 ( 9) : 21 - 24． [18] 熊磊. 基于MSP430F11X 的低功耗溫度記錄儀. 電子產(chǎn)品世界，2002( 5B ): 18- 20． 指導(dǎo)教師審查意見 指導(dǎo)教師（簽名）： 年 月 日 教研室論證意見 ____________教研室主任（簽名）： 年 月 日 系（二級學(xué)院）主任（院長）審查意見 系（二級學(xué)院）主任（院長）（簽名）： 年 月 日