基于MSP430F149的溫濕度記錄儀的設(shè)計(jì)說明書

基于MSP430F149的溫濕度記錄儀的設(shè)計(jì)說明書,基于,msp430f149,溫濕度,記錄儀,設(shè)計(jì),說明書,仿單 專家評(píng)閱意見書 系（二級(jí)學(xué)院）： 專業(yè)： 年級(jí)： 學(xué)生姓名 評(píng)閱專家 職稱 畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)）題目 基于MSP430溫濕度記錄儀的設(shè)計(jì) 評(píng)審項(xiàng)目 評(píng)審要素 評(píng)審內(nèi)涵 滿分 專家實(shí)評(píng)分 選題質(zhì)量25% 目的明確 符合要求 選題符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)學(xué)科、專業(yè)特點(diǎn)和教學(xué)計(jì)劃的基本要求，達(dá)到畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）綜合訓(xùn)練的目的。 10 10 理論意義或 實(shí)際價(jià)值 符合本學(xué)科的理論發(fā)展，有一定的學(xué)術(shù)意義；對(duì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展的應(yīng)用性研究中的某個(gè)理論或方法問題進(jìn)行研究，具有一定的實(shí)際價(jià)值。 10 8 選題恰當(dāng) 題目規(guī)模適當(dāng)，難易度適中；有一定的科學(xué)性。 5 4 能力水平40% 查閱文獻(xiàn) 資料能力 能獨(dú)立查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，歸納總結(jié)本論文所涉及的有關(guān)研究狀況及成果。 10 8 綜合運(yùn)用 知識(shí)能力 能運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)闡述問題；能對(duì)查閱的資料進(jìn)行整理和運(yùn)用；能對(duì)其科學(xué)論點(diǎn)進(jìn)行論證。 10 7 研究方案的 設(shè)計(jì)能力 整體思路清晰；研究方案合理可行。 5 4 研究方法和手段的運(yùn)用能力 能運(yùn)用本學(xué)科常規(guī)研究方法及相關(guān)研究手段（如計(jì)算機(jī)、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備等）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐并加工處理、總結(jié)信息。 10 8 外文應(yīng)用 能力 能閱讀、翻譯一定量的本專業(yè)外文資料、外文摘要和外文參考書目（特殊專業(yè)除外）體現(xiàn)一定的外語水平。 5 4 論文質(zhì)量35% 文題相符 較好地完成論文選題的目的要求。 5 4 寫作水平 論點(diǎn)鮮明；論據(jù)充分；條理清晰；語言流暢。 15 12 寫作規(guī)范 符合學(xué)術(shù)論文的基本要求。用語、格式、圖表、數(shù)據(jù)、量和單位、各種資料引用規(guī)范化、符合標(biāo)準(zhǔn)。 10 8 論文篇幅 文科10000字左右，理科8000字左右，體育、藝術(shù)類6000字左右，外語5500詞左右。 5 4 實(shí)評(píng)總分 81 成績(jī)等級(jí) 良好 專家評(píng)審意見： 論文利用低功耗單片機(jī)MSP430、溫濕度傳感器SHT10和液晶顯示器設(shè)計(jì)了溫濕度記錄儀，實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以實(shí)現(xiàn)-20-99.9度范圍的測(cè)量，并具有顯示、報(bào)警等功能。論文選題與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，鍛煉了動(dòng)手能力。論點(diǎn)鮮明，條理清晰，語言流暢，符合本科畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求，同意答辯。 是否同意答辯：同意 專家簽名： 年 月 日 說明：評(píng)定成績(jī)分為優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格五個(gè)等級(jí)，實(shí)評(píng)總分90—100分記為優(yōu)秀，80—89分記為良好，70—79分記為中等，60—69分記為及格，60分以下記為不及格。 指導(dǎo)教師評(píng)閱意見書 系（二級(jí)學(xué)院）： 專業(yè)： 年級(jí)： 學(xué)生姓名 鄭鳳君 指導(dǎo)教師 姜韶軍 職稱 研究生 畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)）題目 基于MSP430溫濕度記錄儀的設(shè)計(jì) 評(píng)審項(xiàng)目 評(píng)審要素 評(píng)審內(nèi)涵 滿分 指導(dǎo)教師實(shí)評(píng)分 選題質(zhì)量25% 目的明確 符合要求 選題符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)學(xué)科、專業(yè)特點(diǎn)和教學(xué)計(jì)劃的基本要求，達(dá)到畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）綜合訓(xùn)練的目的。 10 9 理論意義或 實(shí)際價(jià)值 符合本學(xué)科的理論發(fā)展，有一定的學(xué)術(shù)意義；對(duì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展的應(yīng)用性研究中的某個(gè)理論或方法問題進(jìn)行研究，具有一定的實(shí)際價(jià)值。 10 9 選題恰當(dāng) 題目規(guī)模適當(dāng)，難易度適中；有一定的科學(xué)性。 5 4 能力水平40% 查閱文獻(xiàn) 資料能力 能獨(dú)立查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，歸納總結(jié)本論文所涉及的有關(guān)研究狀況及成果。 10 8 綜合運(yùn)用 知識(shí)能力 能運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)闡述問題；能對(duì)查閱的資料進(jìn)行整理和運(yùn)用；能對(duì)其科學(xué)論點(diǎn)進(jìn)行論證。 10 7 研究方案的 設(shè)計(jì)能力 整體思路清晰；研究方案合理可行。 5 4 研究方法和手段的運(yùn)用能力 能運(yùn)用本學(xué)科常規(guī)研究方法及相關(guān)研究手段（如計(jì)算機(jī)、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備等）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐并加工處理、總結(jié)信息。 10 7 外文應(yīng)用 能力 能閱讀、翻譯一定量的本專業(yè)外文資料、外文摘要和外文參考書目（特殊專業(yè)除外）體現(xiàn)一定的外語水平。 5 4 論文質(zhì)量35% 文題相符 較好地完成論文選題的目的要求。 5 4 寫作水平 論點(diǎn)鮮明；論據(jù)充分；條理清晰；語言流暢。 15 10 寫作規(guī)范 符合學(xué)術(shù)論文的基本要求。用語、格式、圖表、數(shù)據(jù)、量和單位、各種資料引用規(guī)范化、符合標(biāo)準(zhǔn)。 10 8 論文篇幅 文科10000字左右，理科8000字左右，體育、藝術(shù)類6000字左右，外語5500詞左右。 5 4 實(shí)評(píng)總分： 78 成績(jī)等級(jí)： 中等 指導(dǎo)教師評(píng)審意見： 該生基本完成了溫濕度記錄儀的功能要求，該生查閱文獻(xiàn)資料能力一般，能收集關(guān)于論題的資料和文獻(xiàn)，在寫作過程中能夠運(yùn)用系統(tǒng)知識(shí)對(duì)問題進(jìn)行較合理的分析。 論文論題與論文內(nèi)容基本相符，結(jié)構(gòu)完整，語言比較流暢，學(xué)術(shù)表達(dá)一般。文章篇幅符合所要求的規(guī)定，內(nèi)容基本完整，層次結(jié)構(gòu)安排一般，但主要觀點(diǎn)不夠突出，邏輯性較差，沒有個(gè)人見解。 是否同意答辯：同意 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 說明：評(píng)定成績(jī)分為優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格五個(gè)等級(jí)，實(shí)評(píng)總分90—100分記為優(yōu)秀，80—89分記為良好，70—79分記為中等，60—69分記為及格，60分以下記為不及格。 指導(dǎo)記錄表二 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 年級(jí) 專業(yè) 系（二級(jí)學(xué)院、部） 指導(dǎo)教師姓名 職稱 學(xué)歷 畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)）題目 基于MSP430溫濕度采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 指 導(dǎo) 記 錄 本次老師主要是針對(duì)我在怎樣進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的問題進(jìn)行指導(dǎo)。 指導(dǎo)的內(nèi)容主要在三個(gè)方面： 首先，大體說了一下進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)，可以在網(wǎng)上查詢相關(guān)資料，自己學(xué)習(xí)知識(shí)，把學(xué)到的東西用到這次設(shè)計(jì)中，還有我們學(xué)習(xí)研究?jī)?nèi)容要適合實(shí)際范圍要小，不能太大太空泛。內(nèi)容太大，很難深入下去，結(jié)果就是泛泛而談了。但設(shè)計(jì)題目也不是越小越好，因?yàn)轭}目太小會(huì)妨礙你收集資料。另外，盡管你進(jìn)去了，但出不來.所以要選好研究方向. 再次，老師對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)整體設(shè)計(jì)思路進(jìn)行了指導(dǎo)，講解了設(shè)計(jì)的方向，和設(shè)計(jì)中要注意的一些地方，設(shè)計(jì)要模塊化，對(duì)其中的模塊一定要了解，知道其中的工作原理，重點(diǎn)是自己設(shè)計(jì)中的采集。明白模塊之間是怎么連接的，如何工作的以及是怎么實(shí)現(xiàn)功能的。還要重點(diǎn)學(xué)習(xí)一下程序，因?yàn)槌绦蚴怯布\(yùn)行的靈魂，所以要重點(diǎn)學(xué)會(huì)編程。 最后，老師讓我們自己學(xué)習(xí)新知識(shí)，遇到不懂的就去學(xué)，最后不明白了可以找他。 指導(dǎo)教師（簽名）： 年 月 日 注：此表應(yīng)由學(xué)生根據(jù)指導(dǎo)教師指導(dǎo)意見（包括工作中存在的問題、改進(jìn)建議及后續(xù)工作的建議等）整理歸納填寫，最后由指導(dǎo)教師審查簽名。 研究與寫作指導(dǎo)記錄每周不少于一次 指導(dǎo)記錄表五 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 年級(jí) 專業(yè) 系（二級(jí)學(xué)院、部） 指導(dǎo)教師姓名 職稱 學(xué)歷 畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)）題目 基于MSP430溫濕度采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 指 導(dǎo) 記 錄 本次老師主要是針對(duì)我在畢業(yè)設(shè)計(jì)的論文初稿上進(jìn)行指導(dǎo)。 在我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)硬件軟件調(diào)試結(jié)束后，老師又指導(dǎo)我們論文寫作上應(yīng)該注意的問題和同學(xué)容易犯的錯(cuò)誤。論文的格式非常重要，老師強(qiáng)調(diào)不能像對(duì)待平常的寫作一樣寫畢業(yè)論文，要全力是寫。學(xué)校有給定的論文模版，我們要下載后仔細(xì)查看模版的要求，一步一步的按照模版的要求來寫作自己的畢業(yè)論文，寫完后要反復(fù)檢查論文。 在寫完論文后，老師要求我們先要和同學(xué)互相檢查論文，自己的論文格式錯(cuò)誤不容易看出來，把論文交個(gè)同學(xué)查看能看到自己注意不到的錯(cuò)誤。要把同學(xué)指出的錯(cuò)誤都修改了，有不懂的可以標(biāo)注出來，然后把論文發(fā)給老師審閱。有問題了繼續(xù)修改。 說完這些老師又強(qiáng)調(diào)我們論文要寫哪幾部分，要怎么寫。首先要有畢業(yè)設(shè)計(jì)的整體介紹，包括畢業(yè)設(shè)計(jì)的功能，實(shí)現(xiàn)方法，選擇的器件等等。接著要對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的硬件電路進(jìn)行詳細(xì)的介紹和說明，在介紹時(shí)要把先介紹整體硬件電路然后分開各個(gè)模塊進(jìn)行電路的講解和介紹。在介紹各個(gè)模塊電路時(shí)要講解電路的實(shí)現(xiàn)方法和作用。 最后要講解說明自己的軟件實(shí)現(xiàn)流程，要說明整個(gè)編寫思路。 指導(dǎo)教師（簽名）： 年 月 日 注：此表應(yīng)由學(xué)生根據(jù)指導(dǎo)教師指導(dǎo)意見（包括工作中存在的問題、改進(jìn)建議及后續(xù)工作的建議等）整理歸納填寫，最后由指導(dǎo)教師審查簽名。 研究與寫作指導(dǎo)記錄每周不少于一次 指導(dǎo)記錄表六 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 年級(jí) 專業(yè) 系（二級(jí)學(xué)院、部） 指導(dǎo)教師姓名 職稱 學(xué)歷 畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)）題目 基于MSP430溫濕度采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 指 導(dǎo) 記 錄 本次老師主要是針對(duì)畢業(yè)答辯上進(jìn)行指導(dǎo)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)完成后，論文也修改完畢，老師指導(dǎo)我們畢業(yè)答辯要注意的一些問題，和準(zhǔn)備的相關(guān)材料。在畢業(yè)答辯時(shí)要帶齊數(shù)次的指導(dǎo)記錄表，開題報(bào)告書，指導(dǎo)教師評(píng)閱意見，專家評(píng)閱意見，和打印出的畢業(yè)論文。 在畢業(yè)答辯時(shí)要制作一份PPT進(jìn)行講解，要詳細(xì)講解自己的設(shè)計(jì)思路，硬件設(shè)計(jì)電路結(jié)構(gòu)。老師要求我們分模塊進(jìn)行講解，把自己的電路區(qū)分成各個(gè)模塊，在PPT上對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行講解，講解每個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)的功能?？梢栽陉P(guān)鍵模塊上仔細(xì)講解，讓評(píng)委老師能夠明白這個(gè)模塊是如何設(shè)計(jì)的，里面用到了什么芯片，實(shí)現(xiàn)了什么功能。必要的時(shí)候要拿出芯片的資料，對(duì)芯片的功能進(jìn)行講解。 講解完各個(gè)模塊功能后，要講解如何把各個(gè)模塊連接在一起實(shí)現(xiàn)自己的功能。在軟件方面，要向評(píng)委老師講解設(shè)計(jì)流程，如何控制單片機(jī)實(shí)現(xiàn)各個(gè)功能。實(shí)物電路演示要提前調(diào)試好，不要當(dāng)場(chǎng)調(diào)試，以免出現(xiàn)新的問題。實(shí)物電路演示時(shí)要向評(píng)委老師展示實(shí)物設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的功能，實(shí)物講解功能是如何實(shí)現(xiàn)的。對(duì)待老師提出的問題要認(rèn)真回答。 指導(dǎo)教師（簽名）： 年 月 日 注：此表應(yīng)由學(xué)生根據(jù)指導(dǎo)教師指導(dǎo)意見（包括工作中存在的問題、改進(jìn)建議及后續(xù)工作的建議等）整理歸納填寫，最后由指導(dǎo)教師審查簽名。 研究與寫作指導(dǎo)記錄每周不少于一次 指導(dǎo)記錄表四 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 0 年級(jí) 專業(yè) 系（二級(jí)學(xué)院、部） 指導(dǎo)教師姓名 職稱 學(xué)歷 畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)）題目 基于MSP430溫濕度采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 指 導(dǎo) 記 錄 本次老師主要是針對(duì)我在畢業(yè)設(shè)計(jì)的硬件電路的設(shè)計(jì)和軟件的編寫上進(jìn)行指導(dǎo)。 在硬件設(shè)計(jì)上，老師指導(dǎo)我們選擇器件時(shí)要注意的問題，如器件的型號(hào)，器件的主要用途，和使用時(shí)要注意的地方。最后讓我們自己設(shè)計(jì)電路，鍛煉自己的硬件設(shè)計(jì)能力。遇到問題隨時(shí)請(qǐng)教他。他還強(qiáng)調(diào)了一點(diǎn)，使用同樣的功能不同型號(hào)的器件時(shí)，一定要查閱芯片資料，來了解他們的不同之處，決定自己是否使用這個(gè)器件。 姜韶軍老師在指導(dǎo)結(jié)束硬件電路后，又跟我們重點(diǎn)講解了軟件設(shè)計(jì)要注意的問題，首先說了我們共同要注意的問題是注意程序編寫的規(guī)范。程序要清楚明白，各個(gè)功能的程序適當(dāng)分開，并且最后在關(guān)鍵的部分加上相應(yīng)的注釋，方便以后的調(diào)試和修改。還有老師要求我們程序要大了，要分成多個(gè)C文件來編寫，不能大段的程序都在一個(gè)文件中，一是文件太長(zhǎng)查閱不方便，后是功能不同的程序混雜，出錯(cuò)后不容易找到錯(cuò)誤的地方。 指導(dǎo)完通常軟件編程遇到的問題，老師又相應(yīng)的指導(dǎo)了我們各個(gè)模塊程序的編寫。 指導(dǎo)教師（簽名）： 年 月 日 注：此表應(yīng)由學(xué)生根據(jù)指導(dǎo)教師指導(dǎo)意見（包括工作中存在的問題、改進(jìn)建議及后續(xù)工作的建議等）整理歸納填寫，最后由指導(dǎo)教師審查簽名。 研究與寫作指導(dǎo)記錄每周不少于一次 文獻(xiàn)綜述 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目：基于 MSP430 的溫濕度記錄儀的設(shè)計(jì) 二級(jí)學(xué)院： 專業(yè)年級(jí) 專業(yè) 姓名： 指導(dǎo)教師： 1 前言 數(shù)字式溫濕度儀，是集傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)與一體的數(shù)據(jù)記錄儀。絕 大部分電子產(chǎn)品都要求在干燥條件下作業(yè)和存放。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球每年有1/4以上的工業(yè)制造 不良品與潮濕的危害有關(guān)。對(duì)于電子工業(yè)，潮濕的危害已經(jīng)成為影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素 之一。 數(shù)字式溫濕度記錄儀廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)研究、工業(yè)、環(huán)保、衛(wèi)生防疫、實(shí)驗(yàn)室、建筑業(yè)、 倉儲(chǔ)運(yùn)輸、博物館、溫室等領(lǐng)域，進(jìn)行溫濕度監(jiān)測(cè)記錄的儀器。并可將采集記錄的數(shù)據(jù)傳 送給計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。 隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，人們的生活水平越來越高，為了滿足人們?nèi)找嫣岣叩纳?要，對(duì)室內(nèi)溫濕度等環(huán)境的調(diào)節(jié)至關(guān)重要。本文采用數(shù)字溫濕度傳感器對(duì)溫濕度環(huán)境同時(shí) 進(jìn)行監(jiān)測(cè)，采取此系統(tǒng)不僅有控制方便、簡(jiǎn)單、靈活性大和可以大幅度提高被控溫濕度的 技術(shù)指標(biāo)等優(yōu)點(diǎn)，而且數(shù)據(jù)測(cè)量和傳輸精度都很高，其也經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。此系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的在 于服務(wù)廣大的人民群眾，方便人們的生產(chǎn)生活。 2 正文 2.1 溫濕度記錄儀的要求 溫濕度記錄儀需具備如下基本功能： 1) 測(cè)量：內(nèi)置溫濕度傳感器或可連接外部溫濕度傳感器測(cè)量溫度和濕度； 2) 記錄存儲(chǔ)：自動(dòng)記錄和存儲(chǔ)測(cè)量的溫濕度值； 3) 數(shù)據(jù)傳送：將保存的測(cè)量數(shù)據(jù)通過某種方式傳送或下載到計(jì)算機(jī)； 4) 編程：如設(shè)置采樣速率、數(shù)據(jù)傳送方式和間隔、報(bào)警設(shè)置等； 5) 分析：通過自帶的軟件對(duì)溫濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的分析； 2.2 溫濕度記錄儀的模塊選擇 溫濕度記錄儀由 FLASH 存儲(chǔ)器、外部時(shí)鐘、電源電路、報(bào)警器、溫濕度傳感器、液 晶顯示、MSP430 單片機(jī)等模塊組成。并且能夠與 PC 機(jī)通信，將數(shù)據(jù)傳送到 PC，再進(jìn)行 分析綜合，有助于對(duì)整體趨勢(shì)的把握。 由于低功耗的需求，選用了 MSP430f149 作為主控制器。MSP430 系列是所有主流單 片機(jī)芯片中能耗最低的。其在一個(gè)芯片上集成了中央處理器和許多模擬、數(shù)字電路，提供 了單片解決的方案。單片機(jī) MSP430 工作電壓范圍為 1.83.6V，有一種活動(dòng)模式，耗電電 流為 250uA；有五種低功耗模式， 0.1uA 為 RAM 保持模式下的耗電電流，0.7uA 為實(shí)時(shí)時(shí) 鐘模式下的電流。輸入輸出口的最大漏電流僅為 50nA。 串口采用 MAX3232，具有關(guān)斷模式，電流僅為 1uA，有效的降低了功率的消效并延 長(zhǎng)了電池的使用時(shí)間。 存儲(chǔ)芯片選用了 nand-flash 系列的 AT45DB161D，其有三種工作模式，典型待機(jī)電流 為 25uA，典型掉電電流為 9uA，典型讀取電流 7mA。 時(shí)鐘芯片選用 DS1302 ，工作電壓范圍 2.05.5V，當(dāng)電壓為 2V 時(shí)，能保存時(shí)鐘和數(shù) 據(jù)信息，且電流小于 300nA，也就是說率小于 1mw，因此功耗很低。 使用的溫濕度傳感器 SHT10 體積小，精度高，數(shù)字輸出等特點(diǎn)給設(shè)計(jì)者帶來很大方便。 LCD 液晶顯示器的優(yōu)點(diǎn)是顯示的內(nèi)容多，控制簡(jiǎn)單，功耗低，可以顯示字符、圖片等 內(nèi)容； 2.3 Altium Designer 的介紹和使用 EDA（電路設(shè)計(jì)自動(dòng)化）軟件融合了原理圖繪制、電路仿真、 PCB 繪制、自動(dòng)布線、 信號(hào)完整性分析和設(shè)計(jì)輸出等技術(shù)，給使用此系統(tǒng)的人們提供了輕松的設(shè)計(jì)方法，是一種 快捷高效的設(shè)計(jì)研發(fā)途徑。該系統(tǒng)已經(jīng)在很大程度上加快了印刷電路板的設(shè)計(jì)效率和產(chǎn)品 質(zhì)量。 EDA 指的是將整個(gè)設(shè)計(jì)過程中由人完成的部分現(xiàn)在交給計(jì)算機(jī)來完成此任務(wù)。例如電 路原理圖的繪制、印刷電路板文件的制作、執(zhí)行電路仿真等工作。隨著電子科技的迅速發(fā) 展，多功能器件層出不窮，電路的設(shè)計(jì)也變得很復(fù)雜，這些工作想要靠手工完成，幾乎是 不可能的事情，電路設(shè)計(jì)自動(dòng)化已經(jīng)成為必然的趨勢(shì)，設(shè)計(jì)人員開始使用簡(jiǎn)單方便的 CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）軟件來進(jìn)行設(shè)計(jì)，除了能夠畫原理圖和設(shè)計(jì)印刷電路板，也能夠 打印各種報(bào)表。 Altium Designer 不僅沿用了 EDA、CAD 的基本功能和特點(diǎn)，還擴(kuò)展了一些改進(jìn)的高 端的功能。該平臺(tái)拓展了板級(jí)設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)界面，集成了可編程片上系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣 列設(shè)計(jì)功能，從而允許設(shè)計(jì)人員能集成系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的印刷電路板設(shè)計(jì)與現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列 和嵌入式設(shè)計(jì)。在繼承先前 EDA 軟件功能的基礎(chǔ)上，此軟件綜合了現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列設(shè) 計(jì)、嵌入式系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的功能，對(duì)計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)需求比以前的版本要高。 功能介紹：1、原理圖設(shè)計(jì)；2、PCB 設(shè)計(jì)；3、嵌入式開發(fā)；4、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列的 開發(fā)；使用時(shí)，首先在軟件建立一個(gè) PCB 的工程文件，然后向工程中添加原理圖文件，最 后再向工程中添加 PCB，更新 PCB，設(shè)計(jì) PCB。 2.4 程序部分 軟件部分可分為主程序、中斷程序和各種子程序。在主程序和中斷程序里調(diào)用數(shù)據(jù)接 收、A/D 轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、顯示、數(shù)據(jù)上傳等子程序。在沒有和 PC 機(jī)連接的情況下，單 片機(jī)執(zhí)行完操作后，若沒有操作，會(huì)進(jìn)入休眠狀態(tài)，直到與上位機(jī)相連，將單片機(jī)喚醒。 當(dāng)單片機(jī)與 PC 相連時(shí)，可以接收上位機(jī)發(fā)送來的命令并執(zhí)行，上傳相應(yīng)的數(shù)據(jù)。 3 小結(jié) 通過對(duì)文獻(xiàn)的學(xué)習(xí)使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)完成的很順利，也使我獲得了很多知識(shí)。通過閱讀 我掌握了溫濕度記錄儀的基本要求，和選擇元器件的原則。按照書中的內(nèi)容，我學(xué)會(huì)了使 用 Altium Designer 軟件，能夠完成 繪制原理圖、更新 PCB、制作印刷電路板等內(nèi)容。除此 之外，通過對(duì) C 語言的學(xué)習(xí)能夠簡(jiǎn)單的編程。 參考文獻(xiàn)： 1 胡大可MSP430 系列 Flash 型超低功耗 16 位單片機(jī)北京航空航天大學(xué)出版社， 2001 2 蔡純潔，邢武PIC16/17 單片機(jī)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(cè)與新型傳感器J 地質(zhì)論評(píng)， 2006 4 沈建華，楊艷琴M(fèi)SP430 系列 16 位超低功耗單片機(jī)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(jī)的通用數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)J機(jī)械出版社，2008 7 李朝青 單片機(jī)&DSP 外圍數(shù)字 IC 技術(shù)手冊(cè)北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2005 8 袁濤等單片機(jī) C 高級(jí)語言程序設(shè)計(jì)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(shí)用參考手冊(cè)專著 ：語句、函數(shù)、對(duì)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(jì)武漢 ：武漢大學(xué)出版社，2000 12 利爾達(dá)，沈建華，楊艷琴M(fèi)SP430 系統(tǒng) 16 位超低功耗單片機(jī)實(shí)踐與系統(tǒng)設(shè)計(jì)， 2005 13 金海龍基于 MSP430 的高精度溫度測(cè)量的補(bǔ)償方法，單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用， 2001 14 張希 ，王德銀MSP430 系列單片機(jī)實(shí)用 C 語言程序設(shè)計(jì)北京：人民郵電出版 社，2005 15 葉樹明基于 C8051F040 單片機(jī)的便攜式心電監(jiān)護(hù)儀的低功耗設(shè)計(jì)電子器件， 2007 16 沈建華MSP430 系列 16 位超低功耗單片機(jī)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(cè)記錄儀研制. 中國醫(yī)療器械信息，2006，12：21 - 24 18 熊磊基于 MSP430F11X 的低功耗溫度記錄儀電子產(chǎn)品世界，200218- 20 答辯登記表 論文題目 基于MSP430的溫濕度記錄儀的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 年級(jí) 系（二級(jí)學(xué)院、部） 專業(yè) 指導(dǎo)教師姓名 指導(dǎo)教師職稱 講師 答辯小組 成員 姓名 專業(yè)方向 人員分工 單位 備注 答辯組答辯意見： 鄭鳳君同學(xué)的畢業(yè)設(shè)計(jì)利用低功耗單片機(jī)MSP430、溫濕度傳感器SHT10和液晶顯示器設(shè)計(jì)了溫濕度記錄儀，實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以實(shí)現(xiàn)-20-99.9度范圍的測(cè)量，并具有顯示、報(bào)警等功能。論文選題與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，鍛煉了動(dòng)手能力。論點(diǎn)鮮明，條理清晰，語言流暢，基本概念正確，邏輯思維清晰，能正確回答答辯組提出的相關(guān)問題。 (此處先簡(jiǎn)要概括你的作品內(nèi)容，然后再寫評(píng)委對(duì)你的意見) 答辯組長(zhǎng)（簽名）： 年 月 日 指導(dǎo)教師評(píng)定成績(jī) 專家評(píng)定成績(jī) 論文答辯成績(jī) 總成績(jī) 系（二級(jí)學(xué)院、部）意見： 答辯委員會(huì)主席簽名(加蓋系部或二級(jí)學(xué)院公章)： 年 月 日 注：人員分工：答辯組長(zhǎng)、答辯組成員、答辯秘書 總成績(jī)=指導(dǎo)教師評(píng)定成績(jī)×40%+專家評(píng)定成績(jī)×20%+論文答辯成績(jī)×40% 答辯記錄表 論文題目 基于MSP430f149的溫濕度記錄儀的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 年級(jí) 系（二級(jí)學(xué)院、部） 專業(yè) 指導(dǎo)教師姓名 指導(dǎo)教師職稱 答 辯 會(huì) 紀(jì) 要 答辯時(shí)間 2013年5月26日 答辯小組 成員 姓名 職稱 專業(yè)方向 人員分工 單位 備注 答辯記錄[以問答形式記錄]： 1. 單片機(jī)MSP430有多少個(gè)引腳？ 單片機(jī)共有100個(gè)管腳，大部分引腳復(fù)用，主要包括：6個(gè)8位的I/O口，JTAG仿真接口，一個(gè)12為A/D轉(zhuǎn)換器，液晶接口S0~S31。 2.串口功耗高如何改進(jìn)？ 串口MAX3232將用PL2303替換，該串口使用的電源為外部電源，這樣就節(jié)省了溫濕度記錄儀的整體功耗。 答辯小組秘書（簽名）： 年 月 日 注：人員分工：答辯組長(zhǎng)、答辯組成員、答辯秘書 I 基于 MSP430F149 的溫濕度記錄儀 摘 要 市場(chǎng)上已有溫濕度記錄儀電池使用時(shí)間短、功能單一，本設(shè)計(jì)通過軟、 硬件的優(yōu)化來實(shí)現(xiàn)功耗低的功能。硬件主要由超低功耗單片機(jī) MSP430、傳感器 SHT10、 斷碼液晶、串口 MAX3232 和 AT45DB161 flash 等器件組成。軟件方面主要通過定時(shí)器產(chǎn) 生一秒中斷方式，使其進(jìn)行溫濕度的采集、顯示和存儲(chǔ)。記錄儀具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)大、功耗 低、能和 PC 通信、性價(jià)比高等特點(diǎn)。研究結(jié)果表明，該儀器能夠長(zhǎng)時(shí)間記錄溫濕度，使 用方便，性能可靠而且當(dāng)溫度到達(dá)上限實(shí)現(xiàn)報(bào)警的功能。 關(guān)鍵詞 MSP430 溫濕度記錄儀 功耗低 II The Design of temperature and humidity recorder Based on the MSP430 Zheng Fengjun Directed by Lecturer Jang Shaojun Abstract On the market,there has been a lot of problems of temperature and humidity recorder, such as single function, short battery life ,a kind of recorder based on MSP430 single chip was presented.The instrument through the soft and hardware to achieve low power consumption function. The hardware is mainly composed of low power microcontroller MSP430, sensor SHT10, Fault code liquid crystal, serial port MAX3232 and flash AT45DB161.Software mainly through the timer generating a second interrupt mode and the power using query mode.The temperature and humidity recorder can realize the data acquisition, display and storage. It has the merits of big data storage volume, low power consumption,PC communication and high performancecost ratio. The results indicate that the device can long time record temperature and humidity. it is convenient in use and stable in performance.Besides,when the temperature reaches upper limit,the buzzer will sound. Key words MSP430F149 Temperature and humidity recorder Low power 3 目 錄 摘 要 ..................................................................I ABSTRACT .................................................................II 2 背景介紹 ................................................................4 2.1 選題背景 ...........................................................4 2.2 研究的目的及意義 ...................................................5 3 溫濕度記錄儀各模塊的介紹 ................................................5 3.1單片機(jī) MSP430 ........................................................5 3.2 串口 MAX3232.........................................................6 3.3 flash at45db ........................................................6 3.4 時(shí)鐘 DS1302..........................................................6 3.5 lcd液晶顯示器 .......................................................7 3.6 溫濕度傳感器 SHT10...................................................7 3.7 本章小結(jié) ............................................................7 4 溫濕度監(jiān)測(cè)的硬件設(shè)計(jì) ....................................................7 4.1 msp430的外圍電路 ....................................................8 4.2 電源電路 ............................................................9 4.3 通信電路 ............................................................9 4.4 時(shí)鐘電路 ...........................................................10 4.5 存儲(chǔ)電路 ...........................................................10 4.6 顯示電路 ...........................................................11 4.7 報(bào)警電路 ...........................................................12 5 溫濕度監(jiān)測(cè)的軟件設(shè)計(jì) ...................................................12 5.1 Altium Designer的介紹 ..............................................12 5.2 Altium Designer使用 ................................................13 5.3程序流圖 ............................................................14 5.4 程序 ...............................................................14 5.5本章小結(jié) ............................................................20 4 6 問題發(fā)現(xiàn)和解決 .........................................................20 6.1程序問題 ............................................................20 6.2硬件問題 ............................................................21 6.3 本章小結(jié) ...........................................................21 7 總結(jié) ...................................................................21 參考文獻(xiàn)： ...............................................................22 致謝 .....................................................................23 5 基于 MSP430F149 的溫濕度記錄儀 1 引言 日常生活和工業(yè)生產(chǎn)都離不開溫濕度，因此人們發(fā)明了很多儀器去測(cè)量它們，并且經(jīng)歷了長(zhǎng)久 的發(fā)展過程，從很久以前的長(zhǎng)度測(cè)量方法以及干濕測(cè)量方法，到現(xiàn)在的電測(cè)量方法，溫濕度測(cè)量技 術(shù)已經(jīng)一步一步得趨于成熟。但是這些測(cè)量方法仍存在一些缺點(diǎn)和不足，不能滿足我們現(xiàn)在對(duì)溫濕 度測(cè)量的要求，尤其是一些場(chǎng)所，要求實(shí)時(shí)測(cè)量并記錄其全過程，并且超過溫度上下限時(shí)報(bào)警，這 些導(dǎo)致了新的溫濕度記錄儀的產(chǎn)生。該儀器溫濕度參數(shù)是由溫濕度傳感器SHT10獲得的，其值為數(shù) 字量，直接按預(yù)先設(shè)定的時(shí)間間隔將溫濕度參數(shù)儲(chǔ)存到內(nèi)部的flash中。在完成存儲(chǔ)后，如果將其與 PC機(jī)相連， PC將向記錄儀發(fā)送相應(yīng)的指令，產(chǎn)生中斷，此時(shí)記錄儀將數(shù)據(jù)上傳PC，再對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行 整體分析，采取相應(yīng)措施。它能夠長(zhǎng)時(shí)間的記錄環(huán)境或被測(cè)對(duì)象的溫度，工作溫度范圍廣，滿足通 用性。在氣溫監(jiān)測(cè)，貨物存儲(chǔ)、實(shí)驗(yàn)過程等方面有很重要的作用。 2 背景介紹 2.1 選題背景 1592年，意大利人Galileo創(chuàng)造了最早的溫濕度測(cè)量?jī)x。他在一個(gè)容器中，倒入一定量的液體， 倒置了一個(gè)有細(xì)長(zhǎng)頸的器皿，為了使液面上升到細(xì)頸內(nèi)，從長(zhǎng)頸器皿中抽出一部分空氣。由于氣體 的熱脹冷縮現(xiàn)象，長(zhǎng)頸內(nèi)的液面將隨著外界溫度的變化而變化，因此溫濕度的高低就反映到液面的 升降上，但是這個(gè)測(cè)量器是沒有刻度的，在應(yīng)用上受到限制。 荷蘭人華倫海特于 1714 年制定了華氏溫標(biāo)，這是歷史上最早出現(xiàn)的溫標(biāo)，華氏溫標(biāo)單位用 “”來表示，也讀作華氏度。0 華氏度是由一定濃度的鹽水變?yōu)楣腆w時(shí)的溫度規(guī)定的，32 華氏度、 212 華氏度分別是由純水變?yōu)楣腆w時(shí)的溫度和 1.013105 帕斯卡氣壓下水急劇轉(zhuǎn)化為氣體的溫度 規(guī)定的。 瑞典的 Anders Celsius 于 1742 年創(chuàng)立了另一種溫標(biāo)，制成了水銀溫濕度計(jì)，溫濕度記錄儀以水 轉(zhuǎn)化為氣體的溫度作為 0 度，以水的凝固溫度為 100 度。1745 年，瑞典科學(xué)家 Linnaeus 研制了攝 氏溫濕度計(jì)，他是將 Anders Celsius 的水銀溫濕度計(jì)的冰點(diǎn)和沸點(diǎn)這兩個(gè)溫度點(diǎn)顛倒過來制成的。 1802年，出現(xiàn)了查理斯定律，即在恒壓一定量氣體的體積隨絕對(duì)溫度的上升而上升。反之，一 定體積的氣體，壓力與開爾文溫度變化的趨勢(shì)相同。當(dāng) Charles 定律出現(xiàn)后，氣體溫濕度計(jì)也有了 相應(yīng)的提升，相比較水銀溫濕度計(jì)，氣體溫度計(jì)的效果無論在測(cè)溫范圍方面還是在精確度上，都超 過前者。 1821年，德國的塞貝克發(fā)現(xiàn)熱電效應(yīng)，即溫差與電壓相互轉(zhuǎn)換的現(xiàn)象。于是就出現(xiàn)了熱電偶溫 濕度計(jì)。英國的 Dawid 在同一年里發(fā)現(xiàn)了溫濕度影響電阻的規(guī)律，再此之后熱電阻溫濕度計(jì)隨之 產(chǎn)生。 2.2 研究的目的及意義 在測(cè)量范圍內(nèi)，溫度、濕度是一對(duì)很重要的參數(shù)，無論是人們生活的環(huán)境還是工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)作 物的生長(zhǎng)都需要對(duì)溫度和濕度進(jìn)行適時(shí)準(zhǔn)確的測(cè)量，以保證能源的節(jié)約和各行各業(yè)安全健康的發(fā)展。 隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，測(cè)量領(lǐng)域內(nèi)對(duì)溫濕度的檢測(cè)也取得飛速發(fā)展，其水平直接影響人類的各 種活動(dòng)。利用單片機(jī)對(duì)溫濕度控制，具有很多優(yōu)點(diǎn)，如高精度、小體積、多功能、低價(jià)格，易操作 等，極大的滿足了生產(chǎn)生活的需求。 6 3 溫濕度記錄儀各模塊的介紹 溫濕度記錄儀的整體結(jié)構(gòu)框架如圖 4-1 所示，記錄儀由 FLASH 存儲(chǔ)器、外部時(shí)鐘、電源電路、 報(bào)警器、溫濕度傳感器、液晶顯示、MSP430 單片機(jī)等模塊組成。并且能夠與 PC 機(jī)通信，將數(shù)據(jù) 傳送到 PC，再進(jìn)行分析綜合，有助于對(duì)整體趨勢(shì)的把握。 3.1 單片機(jī) MSP430 本設(shè)計(jì)考慮到低功耗的需求選用了 MSP430f149 作為主控制器。MSP430 系列是所有主流單片 機(jī)芯片中能耗最低的。其在一個(gè)芯片上集成了中央處理器和許多模擬、數(shù)字電路，提供了單片解決 的方案。其具有超低功耗、體積小、功能強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，得到廣泛應(yīng)用。 單片機(jī) MSP430 的優(yōu)點(diǎn)有以幾點(diǎn)： （1）功耗低。單片機(jī) MSP430 工作電壓范圍為 1.83.6V，有一種活動(dòng)模式，耗電電流為 250uA；有五種低功耗模式， 0.1uA 為 RAM 保持模式下的耗電電流，0.7uA 為實(shí)時(shí)時(shí)鐘模式下的電 流。輸入輸出口的最大漏電流僅為 50nA。 （2）MSP430 單片機(jī)集成的片內(nèi)外設(shè)較為豐富，為簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)提供了很大的方便。這些外設(shè)包 括看門狗、模擬比較器 A、定時(shí)器 A、定時(shí)器 B、串口 0/1、乘法器、IIC 串口總線、10 位/12 位 模數(shù)轉(zhuǎn)換器、端口 16、基本定時(shí)器等模塊。 （3）處理能力強(qiáng)大。16 位單片機(jī) MSP430 系列，采用了目前最流行的精簡(jiǎn)指令集結(jié)構(gòu)，指令 數(shù)目少，其指令執(zhí)行周期為一個(gè)時(shí)鐘周期。 （4）系統(tǒng)能夠長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作。數(shù)字控制振蕩器 DCO 是該系列默認(rèn)的內(nèi)部集成振蕩器，單片 機(jī)復(fù)位后，為使程序從正確的地方開始運(yùn)行，確保晶體振蕩器的起振和穩(wěn)定時(shí)間充足，CPU 應(yīng)首先 由 DCO 啟動(dòng)。系統(tǒng)工作的時(shí)鐘頻率，可由軟件來設(shè)置，通過改變寄存器相應(yīng)的控制位設(shè)定適當(dāng)?shù)?頻率。為保證系統(tǒng)工作正常和運(yùn)行的穩(wěn)定性，在 DCO 用作 CPU 時(shí)鐘的過程中，如果出現(xiàn)問題，數(shù) 字控制振蕩器會(huì)自動(dòng)開啟。 （5）開發(fā)環(huán)境方便，效率高。MSP430 系列有三種類型，即 FLASH 型、ROM 型、OTP 型， FLASH 型單片機(jī)應(yīng)用廣泛。不同類型的單片機(jī)開發(fā)方法不相同，F(xiàn)LASH 型單片機(jī)的開發(fā)和調(diào)試環(huán) 境很方便，因?yàn)槠骷瑑?nèi)集成了可電擦寫的 FLASH 存儲(chǔ)器及 JTAG 調(diào)試接口，所以，在一個(gè)軟件 集成環(huán)境中，可以運(yùn)行所有編譯和調(diào)試過程。使用方法是將程序從 JTAG 調(diào)試接口下載到存儲(chǔ)器中， 控制系統(tǒng)運(yùn)行。要想讀出片內(nèi)中央處理器的狀態(tài)，也要由該調(diào)試接口控制程序進(jìn)行操作。這種方式 不需要專門的編程器和仿真器，只需要一個(gè) JTAG 調(diào)試器和 PC 機(jī)，使用簡(jiǎn)單方便。而 ROM 型和 OTP 型的 MSP430 系列是由專門的仿真器開發(fā)的，開發(fā)完之后再燒寫或掩摸的一種芯片。 以下是 MSP430f149 和 89C51 單片機(jī)性能的比較。 （1）十六位 MSP430f149 單片機(jī)，其指令使用的是精簡(jiǎn)指令集（ RISC ），指令相對(duì)較少， 有 27 條指令。其中，大多數(shù)為模擬指令，很多片內(nèi) FLASH 和寄存器都可參加程序的執(zhí)行。由于 這 27 條指令均為單周期的指令，所以運(yùn)行速度快。相比較而言，八位 89C51 使用的是復(fù)雜指令集 （ CISC ），指令較多，有 111 條指令且運(yùn)行速度慢。 （2）MSP430f149 是十六位的開放性架構(gòu)，經(jīng)過轉(zhuǎn)換還能使總線變?yōu)榘宋坏模詫?duì)這樣的基 本結(jié)構(gòu)而言，無論外接八位，還是十六位的模塊，或者擴(kuò)展模數(shù)轉(zhuǎn)換或數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊也是很方便的。 對(duì)于 89C51，由于 89C51 系列的片內(nèi)總線為八位，所以內(nèi)部的模塊基本上也都是八位的。又由于受 其內(nèi)部性質(zhì)的影響，內(nèi)部模塊雖然有了一定的增加，但是如果增加模擬功能的部件，仍顯得困難。 這使得 MSP430f149 的產(chǎn)品及功能部件迅速增加。 （3）在功耗方面，89C51 系列單片機(jī)比 MSP430f149 消耗的功耗多。89C51 正常運(yùn)行的電源 電壓為 5V，有待機(jī)方式（系統(tǒng)時(shí)鐘還在運(yùn)行）和掉電方式（停止包括系統(tǒng)時(shí)鐘的所有工作）兩種 低功耗模式。在正常運(yùn)行情況下，電流消耗為 24mA；對(duì)于后者，一些模塊也要消耗電流 3mA 左 右。但是，為了保存 89C51 單片機(jī)內(nèi) RAM 中的內(nèi)容，即便是停止所有工作，單片機(jī)所需電壓能降 到 2V 時(shí)，也需要提供電流約 50uA 。所以，MSP430 要比 89C51 更適合應(yīng)用于電池供電裝置或系 統(tǒng)中。 7 （4）在開發(fā)工具方面。對(duì)于 MSP430f149 來說，采用了 JTAG 技術(shù)和 Flash 型存儲(chǔ)器，使開發(fā) 工具變得既簡(jiǎn)便又低廉，同時(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)在線編程。而 89C51 單片機(jī)，很早進(jìn)入中國市場(chǎng)，使用者 對(duì)它相對(duì)了解，所以有很多開發(fā)工具被創(chuàng)造出來，適應(yīng)設(shè)計(jì)者的要求。但是仍存在一個(gè)很大的問題， 即如何實(shí)現(xiàn)在線編程。 3.2 串口 MAX3232 串口 MAX3232 的輸出級(jí)使用的是輸入和輸出的電壓差值，為了能夠?qū)崿F(xiàn)真正的 RS-232 的功 能，輸出電平保持 RS-232 的電平，必須使電源電壓在 3.0V 到 5.5V 之間。MAX3232 具有兩個(gè)發(fā)送 端和兩個(gè)接收端，具有關(guān)斷模式，電流僅為 1uA，有效的降低了功率的消效并延長(zhǎng)了電池的使用時(shí) 間。在關(guān)斷模式下，串口 MAX3232 仍對(duì)芯片外設(shè)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，接收端口仍保持有效的電平。當(dāng)芯片 傳輸數(shù)據(jù)的頻率過于頻繁時(shí)，串口仍就能實(shí)現(xiàn) RS-232 規(guī)定的電壓+5.0V 和-5.0V。只要輸入電壓在 3.0V 到 5.5V 范圍內(nèi)，即可提供輸出正負(fù)電壓 5.5V。如果串口輸出電壓低于 5.5V，且工作在非連續(xù) 模式下，就會(huì)開啟電荷泵（開關(guān)電容式電壓變換器） ；如果串口電壓高于 5.5V，就會(huì)關(guān)閉電荷泵。 3.3 FLASH AT45DB 存儲(chǔ)芯片選用了 Nand-Flash 系列。存儲(chǔ)芯片現(xiàn)在流行 TF 卡，TF 卡可以方便拔插，但是功耗 比 Nand-Fash 系列高不少。本設(shè)計(jì)選用了 AT45DB161D，其有三種工作模式，典型待機(jī)電流為 25uA，典型掉電電流為 9uA，典型讀取電流 7mA。存儲(chǔ)器為八管腳的芯片，主要有片選端 （/CS） 、 電源（VCC） 、 串行輸入（SI） ，寫保護(hù)（WP） 、串行輸出（SO）和串行時(shí)鐘（SCK）等管腳。 AT45DB161D 是具有串行接口、運(yùn)行電壓為 2.5V 或 2.7V 的 FLASH 存儲(chǔ)器，能夠存儲(chǔ)各種數(shù) 字語音，圖像，程序代碼等。AT45DB161D 適用于要求高速操作的場(chǎng)合。 存儲(chǔ)器串口與 SPI 兼容，存儲(chǔ)速率能夠達(dá)到 66MHz。AT45DB161D 的存儲(chǔ)地址分為頁、塊、 扇、片?？?cè)萘繛?17301504 位，主存儲(chǔ)器為 4096 頁，512 或 528 字節(jié)定義為一頁。與以前的存儲(chǔ) 器不同，此存儲(chǔ)器串行口順序訪問數(shù)據(jù)，而不是采用總線分時(shí)復(fù)用或并行傳輸?shù)姆绞?。順序訪問比 并行接口節(jié)省了很多引腳，充分利用了芯片的資源，有助于硬件設(shè)計(jì)，提高了系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。 AT45DB161D 在要求引腳數(shù)低、電壓低、功耗低以及容量高的場(chǎng)合 是最佳的選擇。 存儲(chǔ)器 AT45DB161D 讀取操作、重復(fù)編程操作的工作電壓都為 2.5V 至 3.6V 或 2.7V 至 3.6V， 而并不需要高輸入電壓來支持，為設(shè)計(jì)者提供了極大的方便。 3.4 時(shí)鐘 DS1302 隨著科學(xué)技術(shù)的提高和人們生活水平的不斷提高，測(cè)量時(shí)間的準(zhǔn)確性也越來越重要，記錄、顯 示時(shí)間的儀器在人們不斷的努力下，也得到了提升。從電子儀表到數(shù)字時(shí)鐘，測(cè)量工具逐步改進(jìn)， 計(jì)時(shí)更加可靠，更加準(zhǔn)確。在由單片機(jī)構(gòu)成的系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)時(shí)鐘是必不可少的器件?，F(xiàn)在大多數(shù)實(shí) 時(shí)時(shí)鐘，通常使用單片機(jī)的定時(shí)器設(shè)定初值，溢出后產(chǎn)生中斷的方法實(shí)現(xiàn)，這種方式既需要采用計(jì) 數(shù)器，又使用軟件編程，耗費(fèi)了單片機(jī)很多資源，而且需要選擇中斷或查詢方式，同時(shí)在一些系統(tǒng) 中或許不可以采用中斷；有的系統(tǒng)為了滿足對(duì)時(shí)鐘芯片的要求，則使用并行接口芯片，如 MSM5832、DS12C885 等，它們雖能滿足系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)時(shí)鐘的要求，但這些芯片存在很大缺點(diǎn)，如并 行接口的芯片與單片機(jī)連接的接口繁瑣、芯片占用空間大、占用數(shù)據(jù)位和地址位接口多，給整個(gè)系 統(tǒng)帶來不便。此溫濕度記錄儀的數(shù)字時(shí)鐘是由串行實(shí)時(shí)時(shí)鐘 DS1302 和 MSP430 同步通信構(gòu)成的。 其 3-wire 結(jié)構(gòu)節(jié)省了 MSP430 很多能源，減少了不必要的消耗。而且，電路掉電后，時(shí)間和數(shù)據(jù)等 重要內(nèi)容仍然不會(huì)消失。這些特點(diǎn)擬補(bǔ)了普通時(shí)鐘芯片具有的缺點(diǎn)，該時(shí)鐘電路可靠性和準(zhǔn)確性有 了很大提高，適用于要求比較高的場(chǎng)合，優(yōu)越性明顯高于其它時(shí)鐘芯片，在很多自動(dòng)化控制、無人 的測(cè)控系統(tǒng)等領(lǐng)域，具有較高的使用價(jià)值。 時(shí)鐘芯片 DS1302，能與單片機(jī)進(jìn)行同步串行方式的通信，其內(nèi)部?jī)?nèi)含有一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘和 31 字 節(jié)數(shù)據(jù)暫存存儲(chǔ)器，僅需用到三根線進(jìn)行數(shù)據(jù)的控制和傳遞，即 SCLK 串行時(shí)鐘，RES 復(fù)位，輸 入輸出數(shù)據(jù)線。實(shí)時(shí)時(shí)鐘能提供日、時(shí)、分、秒、月、年的精確信息，根據(jù)每月的天數(shù)和閏年、平 年的天數(shù)，時(shí)鐘可自動(dòng)做出調(diào)整。也可通過對(duì)時(shí)鐘進(jìn)行設(shè)置，決定使用 24 小時(shí)模式還是使用 12 小時(shí)模式。DS1302 工作電壓范圍 2.05.5V，當(dāng)電壓為 2V 時(shí)，能保存時(shí)鐘和數(shù)據(jù)信息，且電流小 于 300NA，也就是說率小于 1MW，因此功耗很低。 8 3.5 LCD 液晶顯示器 LCD 液晶顯示器的整體是由上下兩個(gè)玻璃板構(gòu)成的，在兩塊板之間設(shè)置液晶盒，LCD 液晶下 層板放置薄膜晶體管，在上層板中，放置彩色濾光片。LCD 液晶分子的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)由薄膜晶體管上 的電壓和信號(hào)的改變決定，由此決定每一個(gè)像素點(diǎn)偏振光被過濾掉還是射出，從而顯示出想要顯示 的效果。 LCD 液晶顯示器的優(yōu)點(diǎn)是顯示的內(nèi)容多，控制簡(jiǎn)單，功耗低，可以顯示字符、圖片等內(nèi)容； 缺點(diǎn)是顯示器本身不會(huì)發(fā)光，而是根據(jù)背光來達(dá)到顯示的目的，并且價(jià)格也不便宜。相比于 LCD 液晶屏，LED（二極管）的優(yōu)點(diǎn)是液晶本身會(huì)發(fā)光，所以從遠(yuǎn)處能夠看清屏上的內(nèi)容，而 LCD 則 不能看清，并且其價(jià)格比 LCD 要低；缺點(diǎn)是顯示的內(nèi)容少，一般是數(shù)碼，而且很耗電，控制復(fù)雜。 基于本設(shè)計(jì)低功耗的設(shè)計(jì)理念，并且對(duì)發(fā)光亮度沒有要求，應(yīng)選擇 LCD 顯示屏。 芯片的驅(qū)動(dòng)器使用的是功能強(qiáng)大并且可以編程的 HT1621，可驅(qū)動(dòng)很多種顯示器，其中包括有 效電平時(shí)間與總周期之比為 1/2、1/3 和 1/4 的，偏置比為 1/2 或 1/3 的顯示器。驅(qū)動(dòng)芯片內(nèi)有 128 位顯示 RAM，可以選擇低功耗的運(yùn)行模式，適用于本設(shè)計(jì)所選的 LCD 模塊和 HT1621 模塊組成的 顯示系統(tǒng)。HT1621 正常工作電壓為 2.4V 到 2.5V，內(nèi)部設(shè)有振蕩器（頻率 256kHz） ，外部有時(shí)鐘 （頻率 256kHz）或者晶體振蕩器（頻率 32kHz） 。 3.6 溫濕度傳感器 SHT10 考慮到功能要求和功耗要求選用了 SHT10 溫濕度傳感器，該傳感器為輸出數(shù)字量的集成器件， 是由瑞士 Sensirion 公司推出。傳感器的組成包括兩個(gè)部分，即 1 個(gè)測(cè)溫元器件以及 1 個(gè)測(cè)濕元器 件，能同時(shí)實(shí)現(xiàn)測(cè)量溫濕度的要求，并且在同一芯片上，結(jié)合串行接口電路和 14 位模數(shù)轉(zhuǎn)換器。 這些器件不僅使該產(chǎn)品具有性價(jià)比高的優(yōu)點(diǎn)，而且反應(yīng)快、功耗低，使其成為首選產(chǎn)品。 SHTl0 具有很多優(yōu)點(diǎn)，體積小，精度高，數(shù)字輸出等特點(diǎn)給設(shè)計(jì)者帶來很大方便。 3.7 本章小結(jié) 本章主要對(duì)溫濕度記錄儀各模塊的結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)做了簡(jiǎn)單的介紹，從中可以看出都采用了超 低功耗的器件，使整個(gè)系統(tǒng)將功耗降到最低。 4 溫濕度監(jiān)測(cè)的硬件設(shè)計(jì) 溫濕度記錄儀的整體結(jié)構(gòu)框架如圖 4-1 所示，記錄儀由 FLASH 存儲(chǔ)器、外部時(shí)鐘、電源電路、 報(bào)警器、溫濕度傳感器、液晶顯示、MSP430 單片機(jī)等模塊組成。并且能夠與 PC 機(jī)通信，將數(shù)據(jù) 傳送到 PC，再進(jìn)行分析綜合，有助于對(duì)整體趨勢(shì)的把握。 圖 4-1 4.1 MSP430 的外圍電路 MSP430及其外圍電路如圖4-2所示，單片機(jī)周圍有晶振電路、復(fù)位電路、電源電路。MSP430 9 外接了一個(gè)32768HZ的晶振，芯片內(nèi)部的工作頻率通過倍頻提供，每條指令的執(zhí)行周期為125ns。 圖 4-2 4.2 電源電路 如圖4-3所示，SOUR2是經(jīng)過電阻R9和R10 分壓后得到的R10 上的電壓，送入MSP430 進(jìn)行模數(shù) 轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換值與預(yù)先設(shè)置的值進(jìn)行比較，如果低于設(shè)定值，則通知單片機(jī)，并在LCD液晶上顯示電 量不足的信息。二極管D1能防止 P2產(chǎn)生的大電流進(jìn)入單片機(jī)，能很好的保護(hù)單片機(jī)正常運(yùn)行。穩(wěn) 壓管VR1 為MSP430提供3.3V 電壓。 圖 4-3 4.3 通信電路 使用 MAX3232 作為與 PC 通信的芯片，通信示意圖如圖 4-4 所示，供電電壓為+3.3v。電路中 10 的 C9、C10 、C13、C14 的值在串口使用說明上都為 0.1uf。 DB9 各管腳定義：1、載波檢測(cè)（DCD）；2、數(shù)據(jù)接收端（RXD）；3、數(shù)據(jù)發(fā)送端（TXD ）； 4、數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好（DTR）；5、信號(hào)地（SG）；6、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好（DSR）；7、發(fā)送請(qǐng)求（RTS ）； 8、發(fā)送清除（CTS）；9、振鈴提示（RI）； 圖 4-4 4.4 時(shí)鐘電路 該設(shè)計(jì)時(shí)鐘電路由時(shí)鐘芯片、晶振和電阻組成。如右圖 4-5 所示，時(shí)鐘電路在很多系統(tǒng)中都很 常見，如手機(jī)、筆記本、電子手表、學(xué)習(xí)機(jī)等都有時(shí)鐘電路。DS1302 電路是目前普遍使用的串行 時(shí)鐘芯片，該時(shí)鐘電路具有很多優(yōu)點(diǎn)，如電路計(jì)時(shí)準(zhǔn)確、價(jià)格便宜、操作方便、可靠性強(qiáng)、使用方 法簡(jiǎn)單。時(shí)鐘電路最突出的特點(diǎn)是數(shù)據(jù)傳輸使用的是串行輸出，節(jié)省了輸入輸出口。除此之外，時(shí) 鐘電路具有充電功能，掉電后為保證電路正常工作，能夠通過軟件提供充電操作，也能夠停止該動(dòng) 作。晶體振蕩器 Y1 使用的頻率為 32.768kHz。 圖 4-5 4.5 存儲(chǔ)電路 AT45DB 的連接如圖 4-6 所示，片選引腳/CS 為使能端，串行時(shí)鐘（SCK）端進(jìn)行讀寫控制。 SI 和 SO 為串行輸入線和串行輸出線，微處理器指令控制設(shè)備運(yùn)行。AT45DB161B 具有通用串行接 口，但是只支持模式 0 和 3。在這兩種模式下，當(dāng) SCK 端出現(xiàn) 0 到 1 的跳變時(shí)，存儲(chǔ)器將輸入數(shù)據(jù)； 當(dāng) SCK 出現(xiàn) 1 到 0 的跳變時(shí)，存儲(chǔ)器將輸出數(shù)據(jù)。二者的不同之處在于 SCK 觸發(fā)沿的變化不同。 復(fù)位時(shí)，串行外設(shè)接口的模式 3 為存儲(chǔ)器的默認(rèn)使用模式。以上所有的地址、指令和數(shù)據(jù)都從高字 11 節(jié)傳送。 圖 4-6 4.6 顯示電路 根據(jù)顯示要求驅(qū)動(dòng)器使用了 HT1621，驅(qū)動(dòng)器是 34*2 位的內(nèi)存映象和功能齊全的驅(qū)動(dòng)芯片。液 晶能夠在很多地方使用，例如一些顯示子系統(tǒng)和 LCD 模塊等場(chǎng)合。只用四條或五條引腳來連接驅(qū) 動(dòng)和主控制器?；诒驹O(shè)計(jì)的理念，HT1621 也有節(jié)電模式，電流最大為 5uA，有助于系統(tǒng)整體功 耗的降低。 液晶使用了普瑞翔 FY-T03937ARP 如圖 4-7。 12 圖 4-7 4.7 報(bào)警電路 溫濕度記錄儀的報(bào)警電路如圖 4-8 所示，單片機(jī)通過 BELLLC 端控制蜂鳴器。當(dāng)溫度超過上下 限時(shí)，該端為高電平，三極管導(dǎo)通，報(bào)警電路報(bào)警。相反，當(dāng)該端為低電平時(shí)，三極管截止，報(bào)警 電路不工作。 圖 4-8 5 溫濕度監(jiān)測(cè)的軟件設(shè)計(jì) 5.1 Altium Designer 的介紹 該軟件是 EDA（電路設(shè)計(jì)自動(dòng)化）軟件開發(fā)商 Altium 公司推出的一體化的電子產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)。 13 這套軟件融合了原理圖繪制、電路仿真、PCB 繪制、自動(dòng)布線、信號(hào)完整性分析和設(shè)計(jì)輸出等技術(shù)， 給使用此系統(tǒng)的人們提供了輕松的設(shè)計(jì)方法，是一種快捷高效的設(shè)計(jì)研發(fā)途徑。該系統(tǒng)已經(jīng)在很大 程度上加快了印刷電路板的設(shè)計(jì)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。 EDA 指的是將整個(gè)設(shè)計(jì)過程中由人完成的部分現(xiàn)在交給計(jì)算機(jī)來完成此任務(wù)。例如電路原理 圖的繪制、印刷電路板文件的制作、執(zhí)行電路仿真等工作。隨著電子科技的迅速發(fā)展，功能強(qiáng)大的 器件不斷出現(xiàn)，人們的要求也越來越高，電路的設(shè)計(jì)也變得很復(fù)雜，這些工作想要靠手工完成，幾 乎是不可能的事情，電路設(shè)計(jì)自動(dòng)化已經(jīng)成為必然的趨勢(shì)，設(shè)計(jì)人員開始使用簡(jiǎn)單方便的 CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）軟件來進(jìn)行設(shè)計(jì)，除了能夠畫原理圖和設(shè)計(jì)印刷電路板，也能夠打印各種 報(bào)表。 Altium Designer 不僅沿用了 EDA、CAD 的基本功能和特點(diǎn)，還擴(kuò)展了一些改進(jìn)的高端的功能。 該平臺(tái)拓展了板級(jí)設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)界面，集成了可編程片上系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列設(shè)計(jì)功能，從而允 許設(shè)計(jì)人員能集成系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的印刷電路板設(shè)計(jì)與現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列和嵌入式設(shè)計(jì)。在繼承先前 EDA 軟件功能的基礎(chǔ)上，此軟件綜合了現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列設(shè)計(jì)、嵌入式系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的功能，對(duì) 計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)需求比以前的版本要高。 功能介紹：1、原理圖設(shè)計(jì)；2、PCB 設(shè)計(jì)；3、嵌入式開發(fā)；4、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列的開發(fā)。 5.2 Altium Designer 使用 首先在軟件建立一個(gè)印刷電路板的工程文件，然后向工程中添加原理圖文件，最后再向工程中 添加 PCB，更新 PCB，設(shè)計(jì) PCB。如圖 5-1 所示。 14 圖 5-1 5.3 程序流圖 軟件部分可分為主程序、中斷程序和各種子程序。在主程序和中斷程序里調(diào)用數(shù)據(jù)接收、A/D 轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、顯示、數(shù)據(jù)上傳等子程序。在沒有和PC 機(jī)連接的情況下，單片機(jī)執(zhí)行完操作后， 若沒有操作，會(huì)進(jìn)入休眠狀態(tài)，直到與上位機(jī)相連，將單片機(jī)喚醒。當(dāng)單片機(jī)與PC相連時(shí)，可以 接收上位機(jī)發(fā)送來的命令并執(zhí)行，上傳相應(yīng)的數(shù)據(jù)。 圖5-2為本設(shè)計(jì)的程序流圖。 定時(shí)器 1 秒 休眠 按鍵 顯示 讀時(shí)間溫度 圖5-2 5.4 程序 初始化程序 P2OUT//關(guān)蜂鳴器 P4DIR|=BIT0; P4OUT //發(fā)光二極管滅 P6DIR 15 P6OUT InitSystemClock(); // // 為時(shí)鐘源選擇外部晶振為振源 /*初始化定時(shí)器a*/ CCR0 = 32767; //設(shè)置定時(shí)器 A的中斷時(shí)間為1S TACTL = TASSEL_1 + MC_1; //計(jì)數(shù)時(shí)鐘ACLK, 增計(jì)數(shù)模式8分頻+ID_3 CCTL0 |= CCIE; //使能CCR0比較中斷 /*ds1302*/ P1SEL //定義為普通 I/O口 P1DIR |= DS_RST+DS_SCL; //bit1 bit0 bit3輸出 /************初始化re232*************/ Init_rs232 (); // /***初始化1621顯示******/ P2SEL //定義 p2.2 p2.4 p2.5為普通I/O 口 P2DIR|=BIT2+BIT4+BIT5; //定義 p2.2 p2.4 p2.5為輸出 Init_1621(); qingping();////////先清 屏 //////////////ad//////////// P6DIR ADC12CTL0 = ADC12ON+SHT0_0+MSC; // 打開ADC，設(shè)置采樣時(shí)間 ADC12CTL1 = CSTARTADD_3+SHP+CONSEQ_0; // 選擇存儲(chǔ)器地址，使用采樣定器 ADC12MCTL3 = INCH_3; // 選擇采樣通道a3 ADC12CTL0 |= ENC; // 使能轉(zhuǎn)換 P6SEL |= BIT3; //使能ADC通道 // /**** 初始化flash*****/ AT45_ini(); ///******初始化按鍵**/ key_init(); ///***初值設(shè)定****/ chuzhi_from_flash();//讀出flsh中的初值 ///////////////初次顯示//////////// th_read( Getshijian(gettimer30s); chadianliang(); show_all1621(); P2DIR|=BIT1;P2OUT|=BIT1; Delays(18);P2OUT //蜂鳴器控制 主程序中標(biāo)志位掃描程序 _EINT(); //打開全局中斷 if(guanji==0) //不關(guān)機(jī) 這條命令只執(zhí)行一次 Init_1621(); P4DIR|=BIT7; //開啟VS P4OUT|=BIT7; P1IFG =0 x00; P2IFG =0 x00; 16 key_init(); guanji=2; //跳出這條命令 qingping(); CCTL0 |= CCIE; //使能CCR0比較中斷 if(guanji==2) //不關(guān)機(jī) if(model==0) LPM1; if(kongzhi==0) if(miao%60==0) Getshijian(gettimer30s); th_read( temp=temp_offset+temp+tempset; hum=hum_offset+hum+humset; if((miao%caijishijian==0) if((miao%60==0) else if(model==1) show_setmodel1() ; else if(model==2) show_setmodel2() ; else if(model==3) show_setmodel3() ; if(guanji==1) qingping(); P2DIR|=BIT1;P2OUT//蜂鳴器不響 P1IE // 關(guān)閉P1.6P1.7中斷使能 P2IE //關(guān)閉P2.0中斷使能 P5OUT=BIT0+BIT1; P1OUT=BIT0+BIT1+BIT2; P3OUT=BIT1+BIT2+BIT3+BIT4; CCTL0 //關(guān)閉定時(shí)器 P4DIR|=BIT0; P4OUT LPM1; 17 顯示總調(diào)用函數(shù) void show_all1621() //// //顯示總調(diào)用 if(model==0) //普通模式 showtime() ; xianshifuzhi() ; show_T1_5_X4_LOG_MEM_H_X1() ; showwenshi() ; void show_setmodel1() qingping(); ///設(shè)置模式1 //設(shè)置部分全亮 switch(xian_choose) case 0: Ht1621Wr_Data_4(0 x80, 23);//溫度高限亮 set_show_wendu_H() ; break; case 1: Ht1621Wr_Data_4(0 x80, 21);//溫度低限亮 set_show_wendu_L() ; break; case 2: Ht1621Wr_Data_4(0 x10, 1); //顯示濕度高限 set_show_shidu_H() ; break; case 3: Ht1621Wr_Data_4(0X10, 17); //顯示濕度高限 set_show_shidu_L() ; break; default: break; Delays(40); //閃爍 switch(xian_choose) case 0: case 1:if(wei_choose==1) Write_Data(0 x00, 26); Write_Data(0 x00, 2); else if(wei_choose==2) Write_Data(0 x00, 28); Write_Data(0 x00, 4); 18 break; case 2: case 3: if(wei_choose==1) Write_Data(0 x00, 26); Write_Data(0 x01, 2); else if(wei_choose==2) Write_Data(0 x00, 28); Write_Data(0 x00, 4); break; default: break; Delays(40); void show_setmodel2() ///設(shè)置模式2 qingping(); switch(xian_choose) case 0: set_show_shifen(); Delays(40); if(wei_choose==1) //讓選中位滅 達(dá)到閃爍效果 Write_Data(0 x00, 14); Write_Data(0 x01, 8); else if(wei_choose==2) Write_Data(0 x00, 10); Write_Data(0 x00, 12); Delays(40); break; case 1: set_show_yueri(); Delays(40); if(wei_choose==1) //讓選中位滅 達(dá)到閃爍效果 Write_Data(0 x00, 14); Write_Data(0 x00, 8); else if(wei_choose==2) Write_Data(0 x00, 10); Write_Data(0 x00, 12); 19 Delays(40); break; case 2: set_show_year(); Delays(40); if(wei_choose==1) //讓選中位滅 達(dá)到閃爍效果 Write_Data(0 x00, 10); else if(wei_choose==2) Write_Data(0 x00, 12); Delays(40); break; case 3 : set_show_caijishijian(); Delays(40); if(wei_choose==1) //讓選中位滅 達(dá)到閃爍效果 Write_Data(0 x00, 24); else if(wei_choose==2) Write_Data(0 x00, 26); else if(wei_choose==3) Write_Data(0 x00, 28); else if(wei_choose==4) Write_Data(0 x00, 30); Delays(40); default: break; void show_setmodel3() qingping(); switch(xian_choose) case 0: set_show_temp_wucha(); break; case 1: set_show_hum_wucha(); break; default: break; Delays(40); switch(xian_choose) case 0: if(wei_choose==1) Write_Data(0 x08, 28); else if(wei_choose==2) Write_Data(0 x08, 30); break; case 1: 20 if(wei_choose==1) Write_Data(0 x01, 4); else if(wei_choose==2) Write_Data(0 x01, 6); break; default: break; Delays(40); 5.5 本章小結(jié) 本章主要介紹了能進(jìn)行融合原理圖繪制、電路仿真、印刷電路板的繪制、自動(dòng)布線的 Altium Designer 軟件。同時(shí)，也簡(jiǎn)單的介紹了溫濕度記錄儀的程序框架。 6 問題發(fā)現(xiàn)和解決 6.1 程序問題 問題1：按鍵觸發(fā)概率低。 按鍵程序原來是這樣的： if(P1IFG if(keyin == 0 x0e) while(keyin != 0 x0f); //等待按鍵放開 KeyVal = 1; LPM1_EXIT; P1IFG = 0; return; 該程序在邏輯上是對(duì)的，因?yàn)閱蝹€(gè)按鍵程序是沒有任何問題的。 分析如下： 1）是不是由于delay()的時(shí)間太短或者太長(zhǎng)造成的呢？經(jīng)過查閱資料知道按鍵消抖時(shí)間 50毫秒 左右，經(jīng)過嘗試修改delay()時(shí)間發(fā)現(xiàn)不能從根本上解決問題；還有很大的概率按鍵失靈； 2）懷疑是寫的程序太亂執(zhí)行效率低來不及執(zhí)行按鍵，通過三天的修改程序架構(gòu)，已經(jīng)變得十 分簡(jiǎn)單了，結(jié)果還是沒有太大改善，但是程序很順暢了。 3）懷疑是中斷使用過多觸發(fā)太頻繁導(dǎo)致觸發(fā)程序失敗，經(jīng)過精簡(jiǎn)中斷函數(shù)，去掉了一個(gè)20毫 秒的定時(shí)器，去掉了一個(gè)rs232 發(fā)送中斷，沒有太大改觀。 4）或許按鍵程序有問題。通過仿真器的采集P1IFG的值，發(fā)現(xiàn)了亂碼，P1IFG應(yīng)該是0 x80卻有 時(shí)候變?yōu)? x87（低三位接了DS1302）；找到了原因原來邏輯上對(duì)的實(shí)際上很有可能有其他的干擾 存在，于是屏蔽低四位的干擾，程序如下： if(P1IFG if(P1IN //等待按鍵放開 21 key_val = 1; P1IFG =0 x00; 完美解決了按鍵問題。 問題 2：段碼液晶顯示不正常。 1）可能是段碼程序問題，經(jīng)過仔細(xì)檢查程序發(fā)現(xiàn)還是不正常顯示。 2）可能是電路問題，經(jīng)過反復(fù)推敲電路設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)沒問題。排除方法是：測(cè)量電壓、電流。發(fā) 現(xiàn)驅(qū)動(dòng) ht1621 正常工作。驅(qū)動(dòng) ht1621 的上拉電阻采取資料提供的標(biāo)準(zhǔn)的 100k 電阻發(fā)現(xiàn)問題依舊。 3）詢問廠家是否按標(biāo)準(zhǔn)制作，回答是肯定的。我們只好再次進(jìn)行上述的步驟結(jié)果還是徒勞， 迷茫中我們要求廠家提供測(cè)試正常的視頻依據(jù)和測(cè)試代碼，經(jīng)過仔細(xì)比對(duì)發(fā)現(xiàn)視頻中有一處和原理 有悖。進(jìn)過仔細(xì)審查發(fā)現(xiàn)廠家沒有按要求去生產(chǎn)，把 COM 口放錯(cuò)位置且是順時(shí)針排序。而我們提 供給他們的圖紙是逆時(shí)針的。亂碼問題也解決了。 問題 3：串口通訊不正常與速度太慢。 在調(diào)試串口時(shí)候發(fā)現(xiàn)程序有錯(cuò)誤，按照教程修改好了。由于 4 萬條數(shù)據(jù)要傳送以 9600 波特率 要傳送十幾分鐘，我們改為 115200HZ 的波特率。發(fā)現(xiàn)總是通訊失敗，查閱相關(guān)資料發(fā)現(xiàn) msp430 默認(rèn)工作頻率 800KHZ 雖然傳送數(shù)據(jù)用的是子時(shí)鐘 8MHZ，但 CPU 主時(shí)鐘頻率低，不能勝任提供 數(shù)據(jù)工作經(jīng)過修改把 CPU 提高到 8MHZ，但是頻率越高功耗越大，所以我們進(jìn)行降頻實(shí)驗(yàn)最后降 到 1MHZ 發(fā)現(xiàn)正常工作。所以確定 CPU 工作在 1MHZ 模式下。 問題 4：存儲(chǔ)不正常。 NAND-FLASH 雖然功耗低但是操作起來復(fù)雜，經(jīng)過查閱相關(guān)資料發(fā)現(xiàn)存儲(chǔ)電路設(shè)計(jì)的并不完 美，因?yàn)?MSP430 有 SPI 接口，但設(shè)計(jì)電路時(shí)候卻用了普通 I/O 口模擬 SPI，造成某些對(duì)時(shí)間要求 苛刻的函數(shù)并不能夠順利執(zhí)行，最后采用精簡(jiǎn)邏輯使用兩個(gè)函數(shù)完成存儲(chǔ)讀取的任務(wù)。 6.2 硬件問題 1）斷不開地問題的解決。采用三極管斷開器件與地的連接以節(jié)省功耗，卻發(fā)現(xiàn)芯片依然工作。 器件分離測(cè)試發(fā)現(xiàn)各個(gè)芯片都存在這個(gè)問題。最后決定使用三極管斷開電源的方法。 2）I/O 功耗問題的解決。雖然采取了大量硬件軟件措施降低功耗，但是功耗還是達(dá)到了十幾毫 安秒。芯片一一卸下檢測(cè)剩下的電路的總電流，最終發(fā)現(xiàn)原因在連接外部電源的接口，分析后認(rèn)為 電源接口有一個(gè)檢測(cè)端口不插入外部電源就處于低電平而檢測(cè)端口接的 I/O 可能是高電平，所以 I/O 口設(shè)為輸入口后應(yīng)該再輸出一個(gè)低電平，問題解決。 3）上拉電阻功耗問題的解決。在使用上拉電阻時(shí)候起初采用了經(jīng)典的十千歐電阻，單個(gè)電阻 電流為零點(diǎn)三三毫安，由于上拉電阻比較多電流總和就達(dá)到了三到五毫安。所以才用了一兆歐姆的 電阻作為上拉電阻，經(jīng)過測(cè)試系統(tǒng)工作正常。 6.3 本章小結(jié) 本章大略地說明了存在的問題及其解決方法?？偨Y(jié)出的方法是首先考慮軟件問題其次考慮硬件 問題，最后綜合考慮。最初的程序跑在板子上功耗最高時(shí)候四十多毫安秒。經(jīng)過軟件的優(yōu)化降低了 大部分的的功耗，經(jīng)過硬件的排查幾乎滿足了要求。軟硬件的綜合考慮之后功耗滿足了設(shè)計(jì)的要求。 7 總結(jié) 本設(shè)計(jì)要求能對(duì)溫度、濕度同時(shí)進(jìn)行檢測(cè)。來自SHT10的數(shù)字信號(hào)通過SHTDATA 端進(jìn)入單片 機(jī)，在單片機(jī)中，溫度濕度數(shù)據(jù)一方面送到LCD液晶屏顯示；另一方面將溫濕度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在 AT45DB中，存儲(chǔ)下來的數(shù)據(jù)可以經(jīng) MAX3232總線傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中，在計(jì)算機(jī)中使用相應(yīng)的軟件， 可以觀測(cè)溫濕度數(shù)據(jù)的曲線，也能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行打印，實(shí)現(xiàn)了智能化，人性化。 本設(shè)計(jì)采用 MSP430 單片機(jī)實(shí)現(xiàn)了溫濕度的記錄、顯示、報(bào)警、設(shè)置、上傳到 PC 等功能。而 且還可以設(shè)置測(cè)量溫濕度的時(shí)間長(zhǎng)短、起始時(shí)間等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。由于 MSP430 單片機(jī)的超低功耗 特性，以及采用高效率電源管理模塊，程序設(shè)計(jì)中采用低功耗設(shè)計(jì)方式，使得整個(gè)系統(tǒng)減少了功耗 22 的浪費(fèi)。 參考文獻(xiàn)： 1 胡大可MSP430 系列 Flash型超低功耗 16位單片機(jī)北京航空航天大學(xué)出版社，2001 2 蔡純潔邢武PIC16/17 單片機(jī)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(cè)與新型傳感器J地質(zhì)論評(píng)，2006 4 沈建華楊艷琴M(fèi)SP430 系列 16位超低功耗單片機(jī)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 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