msp430單片機的測溫系統(tǒng)的研究與設計畢業(yè)論文

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘 要…………………………………………………………… ……………………………10</p><p>　　第一章 概述…………………………………………………… ………………… ………12</p><p>　　1.1設計目標…………………………………………………………………………12

2、</p><p>　　1.2組成模塊及實現(xiàn)原理……………………………………………………………12</p><p>　　第二章 硬件描述……………………………………………………… …………………10</p><p>　　2.1 電源電路…………………………………………………………………………10</p><p>　　2.2 復位電路…………

3、………………………………………………………………11</p><p>　　2.3 鍵盤電路…………………………………………………………………………12</p><p>　　2.4 告警電路…………………………………………………………………………12</p><p>　　2.5 實時時鐘電路…………………………………………………… ……………13</p>

4、<p>　　2.5.1 DS1302的結構及工作………………………………… ………………… …13</p><p>　　2.5.2 DS1302的引腳功能……………………………… ………………… ……14</p><p>　　2.5.3 DS1302的控制字節(jié)………………………………………… ………………15</p><p>　　2.5.4 DS1

5、302的寄存器………………………………………………………………15</p><p>　　2.5.5 DS1302實時顯示時間的軟硬件………………………………………………16</p><p>　　2.6 單片機電路…………………………………………………………… …………16</p><p>　　2.7 DS18B20溫度傳感器單元……………………………………………

6、…………16</p><p>　　2.7.1 DS18B20的工作原理…………………………………………………………17</p><p>　　2.7.2 DS1820的特性………………………………………………………………17</p><p>　　2.7.3 DS18B20的特性內部結構及管腳排列……………………………………18</p><p&

7、gt;　　2.8 液晶顯示屏……………………………………………………………… ………18</p><p>　　2.8.1液晶顯示屏1602LCD的參數(shù)………………………………………………19</p><p>　　2.8.2 1602LCD管腳介紹…………………………………………………………19</p><p>　　2.9 指示燈電路………………………………………

8、………………… … ………19</p><p>　　2.10 JTAG電路………………………………………………………………… ……20</p><p>　　第三章 軟件設計……………………………………………………………………………21</p><p>　　3.1 主程序……………………………………………………………………… ……22</p><

9、;p>　　3.2 鍵盤電路…………………………………………………………………………22</p><p>　　3.3 實時時間程序……………………………………………………………………22</p><p>　　3.4 LCD顯示程序………………………………………………………………………33</p><p>　　3.5 指示燈電路程序……………………………………

10、………………………………40</p><p>　　3.6 溫度傳感器程序……………………………………………………………………41</p><p>　　第四章 測試現(xiàn)象及結果……………………………………………………………………46</p><p>　　4.1調試步驟…………………………………………………………………………46</p><p>

11、;　　4.2顯示現(xiàn)象……………………………………………………………………………47</p><p>　　第五章 總結…………………………………………………………………………………48</p><p>　　參考文獻……………………………………………………………………………………49</p><p>　　MSP430單片機的測溫系統(tǒng)的研究與設計</p>

12、<p>　　【摘 要】 MSP430F149單片機是TI推出的一種具有超低功耗的16位Flash單片機。特別適合應用在對功耗敏感的場所。MSP430Fl47共有五種低功耗模式，即低功耗模式O(LPMO)一低功耗模式4 (LPM4)。利用MSP430FlX系列單片機，可以簡便快捷地構建一個低電壓平臺，通過各功能模塊的智能運行管理和MCU功耗模式相結合，可以解決運行速度與低功耗設計之間的矛盾，將各功能模塊的電流消耗降至最低狀態(tài)。

13、</p><p>　　概括來說，MSP430F1X系列單片機其有超低功耗、強大的處理能力。豐富的片上外圍模塊。DS18B20溫度傳感器對現(xiàn)場溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量。本</p><p>　　【關鍵詞】：MSP430F149 溫度采集 溫度控制 溫度顯示 實時時鐘</p><p>　

14、　MSP430 MCU and Design Temperature System</p><p><b>　　Hu Daming</b></p><p>　　0701 Applicable Electronics</p><p>　　Abstract: TI MSP430F149 microcontroller is introduced i

15、n a kind of ultra-low power16-bitFlash microcontroller. Particularly suitable for power-sensitive sites in the. MSP430Fl47 total of five low-power mode, the low-power mode O (LPMO) a low-power mode 4 (LPM4). Using MSP430

16、FlX MCU can quickly and easily build a low voltage platform, through the operation of each functional module of the intelligent management and integrated MCU power mode, speed can be solved with the contradiction between

17、 the </p><p>　　Key words: MSP430F149 computer management measurement temperature controller</p><p><b>　　第一章 概述</b></p><p><b>　　1.1設計目標</b></p><

18、;p>　　本設計采用TI公司的MSP430F149作為一個中央控制器，當傳感器測量的溫度不在所測量的范圍之內時，會自動發(fā)出報警。此時的現(xiàn)象是LED發(fā)光二極管亮暗閃動，蜂鳴器（揚聲器）發(fā)出單音報警聲。具體的設計思路見系統(tǒng)框圖1-1。</p><p><b>　　1-1 系統(tǒng)框圖</b></p><p>　　1.2組成模塊及實現(xiàn)原理</p><p

19、>　　本設計由硬件和軟件兩部分共同實現(xiàn)系統(tǒng)功能。硬件部分主要包括電源電路、復位電路、鍵盤電路、告警電路、實時時間電路、單片機電路、DS18B20溫度傳感器單元、液晶顯示屏、指示燈電路、JTAG電路等基本單元。其中DS18B20溫度傳感器電路用于采集實時溫度，實時時鐘DS1302部分則用來顯示實時時間，實時時間、實時溫度及上下限溫度最終按系統(tǒng)設定依次顯示在液晶顯示屏上。軟件使用C語言編寫，主函數(shù)main先對各功能部件進行定義，然后各

20、分支程序通過函數(shù)調用，最終實現(xiàn)程序控制的功能。軟件部分調試成功以后，通過JTAG電路即可對系統(tǒng)進行仿真測試。</p><p><b>　　第二章 硬件描述</b></p><p><b>　　2.1 電源電路</b></p><p>　　由于MSP430系列單片機的工作電壓一般是1.8V~3.6V，并且功耗極低，因此選用

21、TI公司的TPS70633作為電源芯片。該電源芯片輸出為3.3V，電流為50mA，完全能滿足大多數(shù)低功耗應用場合的要求，也能滿足本系統(tǒng)功耗要求，圖2-1為具體電路，由圖可以看出：該電路非常的簡單，只需要簡單的外圍器件。為了使輸出電源的紋波小，在輸出部分用了一個2.2uF和0.1uF的電容，另外在芯片的輸入端也放置一個0.1uF的濾波電容，減小輸入端受到的干擾。</p><p>　　圖2-1 電源電電路</p

22、><p><b>　　2.2 復位電路</b></p><p>　　復位電路是微處理器開始工作的起點，因此了解復位過程和復位結束時微處理器的狀態(tài)對正確使用微處理器是至關重要的。MSP430的復位信號有兩種：上電復位信號和上電清除信號。不管是哪種方式的復位，都會使MSP430在地址OxFFFE處讀取復位中斷向量，程序從中斷向量所指的地址處開始執(zhí)行，作出相應的處理。</

23、p><p><b>　　圖2-2 復位電路</b></p><p>　　這種復位電路的工作原理是：通電時，電容E1兩端相當于短路，RST引腳上為高電平，然后電源通過電阻R1對電容E1充電，RST端電壓慢慢下降，降到一定電壓值以下，即為低電平，于是芯片復位，接近vcc時芯片復位腳近高電平，于是芯片停止復位，復位完成。 單片機開始正常工作。</p><p&

24、gt;<b>　　2.3 鍵盤電路</b></p><p>　　單片機的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3分別接按鍵電路，具體的按鍵電路如圖2-3所示，在該按鍵電路中，單片機的一般I/O端口對應一個按鍵輸入，這樣的按鍵電路實現(xiàn)比較簡單，只需分別從不同的管腳值就可以獲得相應的輸入值，程序實現(xiàn)起來也非常簡單。</p><p><b>　　圖2-3 鍵盤電路&

25、lt;/b></p><p><b>　　2.4 告警電路</b></p><p>　　告警電路主要通過單片機發(fā)出單音信號，如圖2-4所示為具體的告警電路圖。DS18B20作為溫度傳感器，可以直接采集溫度并且轉換為數(shù)字信號發(fā)送到單片機P6.7口，然后判斷高低電平，在本系統(tǒng)中，如果檢測到電壓低于下限溫度或高于上限溫度時發(fā)出告警信號。由圖可以看出，單片機產(chǎn)生的單音信

26、號通過PNP 圖2-4告警電路 進行放大，放大后的單音信號由揚聲器發(fā)出告警聲音。 </p><p>　　2.5 實時時鐘電路</p><p>　　圖2-5為實時時間電路，用于顯示年、月、日、周日、時、分、秒等

27、實時時間數(shù)據(jù)。下面簡單介紹一下實時時鐘DS1302的結構及工作模式。</p><p>　　圖2-5 實時時間電路</p><p>　　2.5.1 DS1302的結構及工作原理</p><p>　　DS1302 是美國DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實時時鐘電路，它可以對年、月、日、周日、時、分、秒進行計時，具有閏年補償功能，主要特點是采用串行數(shù)據(jù)

28、傳輸，可為掉電保護電源提供可編程的充電功能，并且可以關閉充電功能。采用普通32.768kHz晶振，工作電壓為2.5V～5.5V。采用三線接口與CPU進行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內部有一個31×8的用于臨時性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升級產(chǎn)品，與DS1202兼容，但增加了主電源/后背電源雙電源引腳，同時提供了對后背電源進行涓細電流充電的能力。<

29、/p><p>　　2.5.2 DS1302的引腳功能</p><p>　　圖2-5示出DS1302的引腳排列,其中Vcc1為后備電源，VCC2為主電源。在主電源關閉的情況下，也能保持時鐘的連續(xù)運行。DS1302由Vcc1或Vcc2兩者中的較大者供電。當Vcc2大于Vcc1＋0.2V時，Vcc2給DS1302供電。當Vcc2小于Vcc1時，DS1302由Vcc1供電。X1和X2是振蕩源，外接32

30、.768kHz晶振。RST是復位/片選線，通過把RST輸入驅動置高電平來啟動所有的數(shù)據(jù)傳送。RST輸入有兩種功能：首先，RST接通控制邏輯，允許地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。當RST為高電平時，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對DS1302進行操作。如果在傳送過程中RST置為低電平，則會終止此次數(shù)據(jù)傳送，I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運行時，在Vcc≥2.5V之前，RST必須保持低電平。只有在S

31、CLK為低電平時，才能將RST置為高電平。I/O為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端(雙向)，SCLK始終是輸入端。 </p><p>　　2.5.3 DS1302的控制字節(jié)</p><p>　　DS1302 的控制字節(jié)的最高有效位(位7)必須是邏輯1，如果它為0，則不能把數(shù)據(jù)寫入DS1302中，位6如果為0，則表示存取日歷時鐘數(shù)據(jù)，為1表示存取RAM數(shù)據(jù);位5至位1指示操作單元的地址;最低有效位(位0)

32、如為0表示要進行寫操作，為1表示進行讀操作，控制字節(jié)總是從最低位開始輸出。在控制指令字輸入后的下一個SCLK時鐘的上升沿時，數(shù)據(jù)被寫入DS1302，數(shù)據(jù)輸入從低位即位0開始。同樣，在緊跟8位的控制指令字后的下一個SCLK脈沖的下降沿讀出DS1302的數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)時從低位0位到高位7。</p><p>　　2.5.4 DS1302的寄存器</p><p>　　DS1302有12個寄存器，其

33、中有7個寄存器與日歷、時鐘相關，存放的數(shù)據(jù)位為BCD碼形式。此外，DS1302 還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時鐘突發(fā)寄存器及與RAM相關的寄存器等。時鐘突發(fā)寄存器可一次性順序讀寫除充電寄存器外的所有寄存器內容。 DS1302與RAM相關的寄存器分為兩類：一類是單個RAM單元，共31個，每個單元組態(tài)為一個8位的字節(jié)，其命令控制字為C0H～FDH，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作；另一類為突發(fā)方式下的RAM寄存器，此方式下可一次性

34、讀寫所有的RAM的31個字節(jié)，命令控制字為FEH(寫)、FFH(讀)。</p><p>　　2.5.5 DS1302實時顯示時間的軟硬件</p><p>　　DS1302與CPU的連接需要三條線，即SCLK(7)、I/O(6)、RST(5)。圖3示出DS1302與89C2051的連接圖，其中，時鐘的顯示用LCD。 在上面的電路中加入DS18B20，同時顯示實時溫度。只要占用CPU一個口線即

35、可。DS1302 與微處理器進行數(shù)據(jù)交換時，首先由微處理器向電路發(fā)送命令字節(jié)，命令字節(jié)最高位MSB(D7)必須為邏輯1，如果D7=0，則禁止寫DS1302，即寫保護；D6=0，指定時鐘數(shù)據(jù)，D6=1，指定RAM數(shù)據(jù)；D5～D1指定輸入或輸出的特定寄存器；最低位LSB(D0)為邏輯0，指定寫操作(輸入)， D0=1，指定讀操作(輸出)。 </p><p>　　在DS1302的時鐘日歷或RAM進行數(shù)據(jù)傳送時，DS13

36、02必須首先發(fā)送命令字節(jié)。若進行單字節(jié)傳送，8位命令字節(jié)傳送結束之后，在下2個SCLK周期的上升沿輸入數(shù)據(jù)字節(jié)，或在下8個SCLK周期的下降沿輸出數(shù)據(jù)字節(jié)。 </p><p>　　DS1302與RAM相關的寄存器分為兩類:一類是單個RAM單元，共31個，每個單元組態(tài)為一個8位的字節(jié)，其命令控制字為C0H～FDH，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作；再一類為突發(fā)方式下的RAM寄存器，在此方式下可一次性讀、寫所有的RAM

37、的31個字節(jié)。 </p><p>　　要特別說明的是備用電源B1，可以用電池或者超級電容器(0.1F以上)。雖然DS1302在主電源掉電后的耗電很小，但是，如果要長時間保證時鐘正常，最好選用小型充電電池?？梢杂美鲜诫娔X主板上的3.6V充電電池。如果斷電時間較短(幾小時或幾天)時，就可以用漏電較小的普通電解電容器代替。100 μF就可以保證1小時的正常走時。DS1302在第一次加電后，必須進行初始化操作。初始化后就

38、可以按正常方法調整時間。 </p><p><b>　　2.6 單片機電路</b></p><p>　　本系統(tǒng)采用MSP430F1491單片機。下圖主要實現(xiàn)與串行存儲器的接口，并在低于某個設定的值是發(fā)出告警信號，同時通過LED來實現(xiàn)狀態(tài)顯示。由圖可以看出，單片機的P2.0 ,P2.1作為一般I/O接口管腳實現(xiàn)LED的狀態(tài)顯示。P4腳作為數(shù)據(jù)輸出端口接LCD顯示器。&l

39、t;/p><p>　　圖2-6 單片機電路</p><p>　　MSP430是德州公司新開發(fā)的一類具有16位總線的帶FLASH 的單片機,由于其性價比和集成度高,受到廣大技術開發(fā)人員的青睞.它采用16位的總線,外設和內存統(tǒng)一編址, 2-7 溫度傳感器</p><p>　　尋址范圍可達 64K,還可以外擴展存儲器.具有統(tǒng)一的中斷管理,具有豐富的片上外圍模塊,片內有精

40、密硬件乘法器、兩個16位定時器、一個14路的12位的模數(shù)轉換器、一個看門狗、6路P口、兩路USART通信端口、一個比較器、一個DCO內部振蕩器和兩個外部時鐘,支持8M 的時鐘.由于為FLASH型,則可以在線對單片機進行調試和下載,且JTAG口直接和FET(FLASH EMULATION TOOL)的相連,不須另外的仿真工具,方便實用,而且,可以在超低功耗模式下工作,對環(huán)境和人體的輻射小,測量結果為100mw左右的功耗(電流為14mA左右

41、),可靠性能好,加強電干擾運行不受影響，適應工業(yè)級的運行環(huán)境,適合與做手柄之類的自動控制的設備.它是通向DSP系列的橋梁,隨著自動控制的高速化和低功耗化。 </p><p>　　2.7 DS18B20溫度傳感器單元</p><p>　　圖2-7為溫度傳感器電路，用于現(xiàn)場溫度的測量。傳感器DS18B20具有體積更小、精度更高、適用電壓更寬、采用圖2-7 溫度傳感器

42、電路。</p><p>　　一線總線、可組網(wǎng)等優(yōu)點，在實際應用中取得了良好的測溫效果。下面簡單介紹一下DS18B20的結構及工作模式。</p><p>　　2.7.1 DS18B20的工作原理</p><p>　　DS1820是美國Dallas半導體公司生產(chǎn)的世界上第一片支持 “一線總線”接口的溫度傳感器，在其內部使用了在板（ON-B0ARD）專利技術。全部傳感元件

43、及轉換電路集成在形如一只三極管的集成電路內?！耙痪€總線”獨特而且經(jīng)濟的特點，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡，為測量系統(tǒng)的構建引入全新概念。同DS1820一樣，DS18B20也支持“一線總線”接口，測量溫度范圍為-55°C～+125°C，在-10～+85°C范圍內，精度為±0.5°C?，F(xiàn)場溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量，如：環(huán)境控

44、制、設備或過程控制、測溫類消費電子產(chǎn)品等。與前一代產(chǎn)品不同，新的產(chǎn)品支持3V～5.5V的電壓范圍，使系統(tǒng)設計更靈活、方便。而且新一代產(chǎn)品更便宜，體積更小。</p><p>　　2.7.2 DS1820的特性</p><p>　?。?）適應電壓范圍更寬，電壓范圍：3.0～5.5V，寄生電源方式之下可由數(shù)據(jù)線供。 </p><p>　?。?）獨特的單線接口方式，DS18

45、B20在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊。 </p><p>　?。?）DS18B20支持多點組網(wǎng)功能，多個DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)組網(wǎng)多點測溫。 </p><p>　?。?）DS18B20在使用中不需要任何外圍元件，全部傳感元件及轉換電路集成在形如一只三極管的集成電路內。 </p><p>　?。?）溫范圍

46、－55℃～＋125℃，在-10～+85℃時精度為±0.5℃。 </p><p>　　（6）可編程的分辨率為9～12位，對應的可分辨溫度分別為0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可實現(xiàn)高精度測溫。 </p><p>　?。?）在9位分辨率時最多在93.75ms內把溫度轉換為數(shù)字，12位分辨率時最多在750ms內把溫度值轉換為數(shù)字，速度更快。 </p>

47、<p>　　（8）測量結果直接輸出數(shù)字溫度信號，以“一線總線”串行傳送給CPU，同時可傳送CRC校驗碼，具有極強的抗干擾糾錯能力。 </p><p>　?。?）負壓特性：電源極性接反時，芯片不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。 </p><p>　　2.7.3 DS18B20的特性內部結構及管腳排列</p><p>　　64位光刻ROM是出廠前被光刻好的，它

48、可以看作是該DS18B20的地址序列號。不同的器件地址序列號不同。DS18B20內部結構主要由四部分組成：64位光刻ROM,溫度傳感器,非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器TH和TL,高速暫存器。圖2-7電路中DS18B20的引腳定義： </p><p>　　(1)DQ為數(shù)字信號輸入/輸出端 </p><p>　　(2)GND為電源地 </p><p>　　(3)VDD為外接供電

49、電源輸入端（在寄生電源接線方式時接地）。</p><p><b>　　2.8 液晶顯示屏</b></p><p>　　液晶顯示器以其微功耗、體積小、顯示內容豐富、超薄輕巧的等多優(yōu)點，在袖珍式儀表和低功耗應用系統(tǒng)中被廣泛的應用。</p><p>　　本設計采用Yj-162A的液晶屏.屏幕顯示數(shù)字日歷、理論值的上下限溫度和實際溫度.屏幕上行顯示的是

50、日期和上下限溫度，可通過按鍵進行設定。上限溫度設定范圍為20---49度，下限溫度設定范圍為0--19度，設定時上限溫度不能低于下限溫度。當實時溫度高于設定溫度上限時，溫度上限指示燈亮（P2.0)，當實時溫度低于設定溫度下限時，溫度下限指示燈亮（P2.1)亮。上下限溫度均是兩位數(shù)，無小數(shù)位。下行顯示的是時鐘時間和實際溫度，實際溫度整數(shù)部分有兩位，小數(shù)部分四位，精度為0.0125。</p><p>　　2.8.1液

51、晶顯示屏1602LCD的參數(shù)</p><p>　　外形尺寸(LxWxH) 80.0mm*36mm*12.0mm </p><p>　　視域尺寸(WxHxT) 64.5mm*13.8</p><p>　　驅動電壓(V) 5.0V or 3.3V     </p><p>　　工作溫度:

52、(oC) 0~50 or -20~70  </p><p>　　存儲溫度:(oC) -10~60 or -30~80</p><p>　　顯示類型: STN or FSTN          </p><p>　　顏色: 黃色(帶背光/不帶背光)&

53、#160;</p><p><b>　　生產(chǎn)工藝: SMT</b></p><p>　　2.8.2 1602LCD管腳介紹</p><p>　　第1腳：VSS為地電源</p><p>　　第2腳：VDD接5V正電源</p><p>　　第3腳：V0為液晶顯示器對比度調整端，接正電源時對比度最弱，接

54、地電源時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調整對比度</p><p>　　第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。</p><p>　　第5腳：RW為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。當RS和RW共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當RS為低電平RW為高電平時可以讀忙信號，當RS為高電平RW為低電

55、平時可以寫入數(shù)據(jù)。</p><p>　　第6腳：E端為使能端，當E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。</p><p>　　第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。</p><p>　　第15腳：背光電源接5V正電壓</p><p>　　第16腳：背光電源接地</p><p>　　圖2-8 液晶顯示電路<

56、;/p><p><b>　　2.9 指示燈電路</b></p><p>　　芯片由P3.6口輸出，通過串入并出移位寄存器傳到74HC573寄存器中，當P3.6口輸出低電平時控制端導通，本設計中指示燈電路用到D1、D2兩個指示燈。根據(jù)P2.0、P2.1口輸出信號，指示燈顯示電路根據(jù)不同的輸入信號顯示不同的現(xiàn)象。當實時溫度高于設定溫度上限時，溫度上限指示燈亮（P2.0)；當實

57、時溫度低于設定溫度下限時，溫度下限指示燈亮（P2.1) 。 </p><p>　　圖2-9-1 移位寄存器電路</p><p>　　圖2-9-2 指示燈顯示電路</p><p>　　圖2-10 JTAG電路</p><p>　　2.10 JTAG電路</p><p>　　JTAG是英文“Joint Test Acti

58、on Group（聯(lián)合測試行為組織）”的詞頭字母的簡寫，JTAG也是一種國際標準測試協(xié)議（IEEE 1149.1兼容）主要應用于：電路的邊界掃描測試和可編程芯片的在系統(tǒng)編程。</p><p>　　通常所說的JTAG大致分兩類，一類用于測試芯片的電氣特性，檢測芯片是否有問題；一類用于Debug；一般支持JTAG的CPU內都包含了這兩個模塊。標準的JTAG接口是4線：TMS、TCK、TDI、TDO,分別為模式選擇、時

59、鐘、數(shù)據(jù)輸入和數(shù)據(jù)輸出線。 相關JTAG引腳的定義為：TCK為測試時鐘輸入；TDI為測試數(shù)據(jù)輸入，數(shù)據(jù)通過TDI引腳輸入JTAG接口；TDO為測試數(shù)據(jù)輸出，數(shù)據(jù)通過TDO引腳從JTAG接口輸出；TMS為測試模式選擇，TMS用來設置JTAG接口處于某種特定的測試模式；TRST為測試復位，輸入引腳，低電平有效，GND 接地。在程序完成之后，通過JTAG電路將程序燒入相應的芯片，即可進行仿真測試。</p><p>&l

60、t;b>　　第三章 軟件設計</b></p><p>　　圖3-1主程序流程圖</p><p>　　圖3-1為主程序流程圖，由圖可以看出先對系統(tǒng)進行初始化，接著通過DS1302獲取時間數(shù)據(jù)進而處理并顯示，再由DS18B20獲取實時溫度，進行相應的處理并顯示。在此期間對按鍵掃描信息進行判斷。如果有按鍵按下，根據(jù)相應的按鍵進入對應的處理程序。按K1鍵進入設置模式并可以選擇更

61、改參數(shù)的位置；按K2鍵單方向增加數(shù)值；按K3鍵放棄當前修改回到工作模式；按K4鍵保存當前數(shù)值回到工作模式。最后進入溫度比較子程序當實時溫度高于設定溫度上限時，溫度上限指示燈亮（P2.0)；當實時溫度低于設定溫度下限時，溫度下限指示燈亮（P2.1)。溫度超過上下限溫度時告警電路報警。沒有按鍵按下時，直接進入溫度比較子程序。再次從獲取時間數(shù)據(jù)開始處理。本章將詳細介紹各模塊軟件的實現(xiàn)。</p><p><b>

62、;　　3.1 主程序</b></p><p>　　主程序通過對各部分進行定義 ，使得最終可以實現(xiàn)整體功能。</p><p>　　#include <msp430x14x.h></p><p>　　#include "BoardConfig.h"</p><p>　　#include "cr

63、y1602.h"</p><p>　　#include "DS1302.h"</p><p>　　#include "DS18B20.h"</p><p>　　#define Buzzer BIT7 //蜂鳴器</p><p>　　#

64、define Buzzer_Port P6OUT</p><p>　　#define Buzzer_DIR P6DIR</p><p>　　#define LED_H_LARM BIT0 //溫度上下限指示燈 </p><p>　　#define LED_L_LARM BIT1&l

65、t;/p><p>　　uchar dN[6]; //要顯示的6位溫度數(shù)字</p><p>　　//順序：秒，分，時，日，月，周，年；格式：BCD</p><p>　　uchar times[7];</p><p>　　uchar wendu_set[4];

66、 //溫度設定單元十、個位</p><p>　　uchar wendu[4]; //液晶顯示數(shù)字編碼</p><p>　　uchar shuzi[] = {"0123456789"}; //游標位置變量</p><p>　　uchar

67、PP = 0; //是否處于修改狀態(tài)標志，1--是，0--否</p><p>　　uchar cflag = 0;</p><p>　　uchar Key4Scan(void);</p><p>　　void ShowTime(void);</p><p>　　void comp_wendu(void);<

68、/p><p>　　void Disp_Numb(uint temper);</p><p>　　/****************主函數(shù)****************/</p><p>　　void main(void)</p><p>　　{ int i;</p><p>　　wendu_set[0]=0x03;&

69、lt;/p><p>　　wendu_set[1]=0x00;</p><p>　　wendu_set[2]=0x00;</p><p>　　wendu_set[3]=0x01;</p><p>　　wendu[0]=0x03;</p><p>　　wendu[1]=0x00;</p><p>　　w

70、endu[2]=0x00;</p><p>　　wendu[3]=0x01;</p><p>　　WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; //關閉看門狗</p><p>　　BoardConfig(0xb0); // 關閉數(shù)碼管\電平轉換,流水燈</p><p>　　P2DI

71、R = 0xff; //P2端口設置為輸出</p><p>　　P2OUT = 0xff; //關閉LED</p><p>　　P1DIR = 0x80; //P1.7設置為輸出，其余為輸入為鍵盤</p><p>　　P1OUT = 0x00;&l

72、t;/p><p>　　Buzzer_DIR |=Buzzer; //設置蜂鳴器</p><p>　　Buzzer_Port |=Buzzer;</p><p>　　uchar year10 = 0;</p><p>　　BCSCTL1 &= ~XT2OFF; //打開XT2高

73、頻晶體振蕩器</p><p><b>　　do</b></p><p>　　{ IFG1 &= ~OFIFG; //清除晶振失敗標志</p><p>　　for (i = 0xFF; i > 0; i--); //等待8MHz晶體起振 }</p><p&g

74、t;　　while ((IFG1 & OFIFG)); //晶振失效標志仍然存在？</p><p>　　BCSCTL2 |= SELM_2 + SELS; //MCLK和SMCLK選擇高頻晶振</p><p>　　//計數(shù)時鐘選擇SMLK=8MHz，1/8分頻后為1MHz</p><p>　　TACTL |= T

75、ASSEL_2 + ID_3; //打開全局中斷</p><p><b>　　_EINT();</b></p><p>　　Reset_DS1302(); //初始化DS1302</p><p>　　LcdReset(); //初始

76、化液晶</p><p><b>　　3.2 鍵盤電路</b></p><p>　　圖3-2為鍵盤電路對應的程序設計流程圖，在程序處理過程中，根據(jù)硬件部分的操作，相應的進入不同的設置模塊。</p><p><b>　　圖3-2 鍵盤電路</b></p><p>　　#include <msp43

77、0x14x.h></p><p>　　typedef unsigned char uchar;</p><p>　　typedef unsigned int uint;</p><p>　　#define keyin (P1IN & 0x0f)</p><p>　　#define Buzzer BIT7

78、 //蜂鳴器</p><p>　　#define Buzzer_Port P6OUT</p><p>　　#define Buzzer_DIR P6DIR</p><p>　　/*******************************************</p><p>　　函數(shù)名稱

79、：delay</p><p>　　功 能：用于消抖的延時</p><p><b>　　參 數(shù)：無</b></p><p><b>　　返回值 ：無</b></p><p>　　********************************************/</p>

80、<p>　　void delay_10ms(void)</p><p>　　{ uint tmp;for(tmp = 0x3fff;tmp > 0;tmp--); }</p><p>　　/*******************************************</p><p>　　函數(shù)名稱：Key4Scan</p&g

81、t;<p>　　功 能：掃描四個獨立式按鍵</p><p><b>　　參 數(shù)：無</b></p><p><b>　　返回值 ：鍵值</b></p><p><b>　　說 明：無</b></p><p>　　****************

82、****************************/</p><p>　　uchar Key4Scan(void)</p><p>　　{ uchar temp,keyval;</p><p><b>　　uint i;</b></p><p>　　if(keyin != 0x0f) //如果有鍵

83、被按下 </p><p>　　{ delay_10ms(); //延時消抖</p><p>　　keyval = 0;</p><p>　　if(keyin != 0x0f) //再次檢測按鍵狀態(tài)</p><p>　　{ temp=keyin;</p><p>　　while(

84、keyin != 0x0f); //等待按鍵被放開</p><p>　　switch(temp) //轉換鍵值 </p><p>　　{ case 0x0e:</p><p>　　keyval = 1;</p><p>　　Buzzer_Port &=~Buzzer;</p><p>　　

85、for(i = 2000; i > 0; i--);</p><p>　　Buzzer_Port |=Buzzer;</p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 0x0d:</p><p>　　keyval = 2;</p><p>　　Buzzer_Po

86、rt &=~Buzzer;</p><p>　　for(i = 2000; i > 0; i--);</p><p>　　Buzzer_Port |=Buzzer;</p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 0x0b:</p><p>　　key

87、val = 3;</p><p>　　Buzzer_Port &=~Buzzer;</p><p>　　for(i = 2000; i > 0; i--);</p><p>　　Buzzer_Port |=Buzzer;</p><p><b>　　break;</b></p><p&g

88、t;　　case 0x07:</p><p>　　keyval = 4;</p><p>　　Buzzer_Port &=~Buzzer;</p><p>　　for(i =000; i > 0; i--);</p><p>　　Buzzer_Port |=Buzzer;</p><p><b>

89、;　　break;</b></p><p><b>　　default:</b></p><p>　　keyval = 0;break;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><

90、b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p>　　keyval = 0;</p><p>　　return keyval;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　當進入按鍵處理程序時，先判斷K1是否按

91、下。沒有按下K1鍵時進入進入后續(xù)處理子程序。按下K1后再根據(jù)之后的按鍵做出相應的處理。若按下K1時，轉入設置模式并可以選擇更改參數(shù)的位置，當按下K2鍵單方向增加數(shù)值，按K3鍵放棄當前修改回到工作模式，按K4鍵保存當前數(shù)值回到工作模式。</p><p>　　3.3 實時時間程序</p><p>　　在實時時間程序部分，DS1302實時時鐘可控制年，月，日，時，分，秒等顯示狀態(tài)。程序先通過對D

92、S1302各引腳進行定義并進行復位操作。接下來進行一系列的寫入、讀出數(shù)據(jù)的操作。在讀取DS1302當前時間部分，又調用: R_Data部分。</p><p>　　#include <msp430x14x.h></p><p>　　typedef unsigned char uchar;</p><p>　　typedef unsigned int ui

93、nt;</p><p>　　/**************宏定義***************/</p><p>　　#define DS_RST BIT7 //DS_RST = P2.7 </p><p>　　#define DS_SCL BIT5 //DS_SCL = P2.5 </p><p>　　#de

94、fine DS_SDA BIT6 //DS_SDA = P2.6 </p><p>　　#define DS_RST_IN P2DIR &= ~DS_RST</p><p>　　#define DS_RST_OUT P2DIR |= DS_RST</p><p>　　#define DS_RST0 P2OUT &= ~DS_RST&l

95、t;/p><p>　　#define DS_RST1 P2OUT |= DS_RST</p><p>　　#define DS_SCL_IN P2DIR &= ~DS_SCL</p><p>　　#define DS_SCL_OUT P2DIR |= DS_SCL</p><p>　　#define DS_SCL0 P2OUT &

96、= ~DS_SCL</p><p>　　#define DS_SCL1 P2OUT |= DS_SCL</p><p>　　#define DS_SDA_IN P2DIR &= ~DS_SDA</p><p>　　#define DS_SDA_OUT P2DIR |= DS_SDA</p><p>　　#define DS_SDA0

97、P2OUT &= ~DS_SDA</p><p>　　#define DS_SDA1 P2OUT |= DS_SDA</p><p>　　#define DS_SDA_BIT P2IN & DS_SDA</p><p>　　/*******************************************</p><p>

98、;　　函數(shù)名稱：delay</p><p>　　功 能：延時一段時間</p><p>　　參 數(shù)：time--延時長度</p><p><b>　　返回值 ：無</b></p><p>　　********************************************/</p>&l

99、t;p>　　void delay(uint time)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uint i;</b></p><p>　　for(i=0;i<time;i++) _NOP();</p><p><b>　　}</b&g

100、t;</p><p>　　/*******************************************</p><p>　　函數(shù)名稱：Reset_DS1302</p><p>　　功 能：對DS1302進行復位操作</p><p><b>　　參 數(shù)：無</b></p><p&

101、gt;<b>　　返回值 ：無</b></p><p>　　********************************************/</p><p>　　void Reset_DS1302(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　DS_RST_OU

102、T; //RST對應的IO設置為輸出狀態(tài)</p><p>　　DS_SCL_OUT; //SCLK對應的IO設置為輸出狀態(tài)</p><p>　　DS_SCL0; //SCLK=0</p><p>　　DS_RST0; //RST=0</p><p>　　delay(10);</p><p>　　DS

103、_SCL1; //SCLK=1</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*******************************************</p><p>　　函數(shù)名稱：Write1Byte</p><p>　　功 能：對DS1302寫入1個字節(jié)的數(shù)據(jù)</p&g

104、t;<p>　　參 數(shù)：wdata--寫入的數(shù)據(jù)</p><p><b>　　返回值 ：無</b></p><p>　　********************************************/</p><p>　　void Write1Byte(uchar wdata) </p><p

105、><b>　　{ </b></p><p><b>　　uchar i;</b></p><p>　　DS_SDA_OUT; //SDA對應的IO設置為輸出狀態(tài)</p><p>　　DS_RST1; //REST=1;</p><p>　　for(i=8; i>0;

106、 i--) </p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(wdata&0x01) DS_SDA1;</p><p>　　else DS_SDA0;</p><p><b>　　DS_SCL0;</b></p><p>　　

107、delay(10); </p><p><b>　　DS_SCL1;</b></p><p>　　delay(10); </p><p>　　wdata >>=1; </p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　}</b&

108、gt;</p><p>　　/*******************************************</p><p>　　函數(shù)名稱：Read1Byte</p><p>　　功 能：從DS1302讀出1個字節(jié)的數(shù)據(jù)</p><p><b>　　參 數(shù)：無</b></p><p

109、>　　返回值 ：讀出的一個字節(jié)數(shù)據(jù)</p><p>　　********************************************/</p><p>　　uchar Read1Byte(void) </p><p><b>　　{ </b></p><p><b>　　uchar i;&l

110、t;/b></p><p>　　uchar rdata=0X00;</p><p>　　DS_SDA_IN; //SDA對應的IO設置為輸入狀態(tài)</p><p>　　DS_RST1; //REST=1;</p><p>　　for(i=8; i>0; i--)</p><p><b>　　

111、{</b></p><p><b>　　DS_SCL1;</b></p><p>　　delay(10);</p><p><b>　　DS_SCL0;</b></p><p>　　delay(10);</p><p>　　rdata >>=1;<

112、;/p><p>　　if(DS_SDA_BIT) rdata |= 0x80;</p><p><b>　　} </b></p><p>　　return(rdata); </p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*********************

113、**********************</p><p>　　函數(shù)名稱：W_Data</p><p>　　功 能：向某個寄存器寫入一個字節(jié)數(shù)據(jù)</p><p>　　參 數(shù)：addr--寄存器地址</p><p>　　wdata--寫入的數(shù)據(jù)</p><p><b>　　返回值 ：無</

114、b></p><p>　　********************************************/</p><p>　　void W_Data(uchar addr, uchar wdata)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　DS_RST0; <

115、/b></p><p>　　DS_SCL0; </p><p><b>　　_NOP();</b></p><p><b>　　DS_RST1;</b></p><p>　　Write1Byte(addr); //寫入地址</p><p>　　Write1Byt

116、e(wdata); //寫入數(shù)據(jù)</p><p><b>　　DS_SCL1;</b></p><p><b>　　DS_RST0;</b></p><p><b>　　} </b></p><p>　　/***********************************

117、********</p><p>　　函數(shù)名稱：R_Data</p><p>　　功 能：從某個寄存器讀出一個字節(jié)數(shù)據(jù)</p><p>　　參 數(shù)：addr--寄存器地址</p><p>　　返回值 ：讀出的數(shù)據(jù)</p><p>　　************************************

118、********/</p><p>　　uchar R_Data(uchar addr)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uchar rdata;</p><p><b>　　DS_RST0; </b></p><p><b>　　DS_

119、SCL0; </b></p><p><b>　　_NOP();</b></p><p><b>　　DS_RST1;</b></p><p>　　Write1Byte(addr); //寫入地址</p><p>　　rdata = Read1Byte(); //讀出數(shù)據(jù) <

120、;/p><p><b>　　DS_SCL1;</b></p><p><b>　　DS_RST0;</b></p><p>　　return(rdata);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*******************