南邮 msp430 数码管 报告.docx
- 文档编号:3905071
- 上传时间:2022-11-26
- 格式:DOCX
- 页数:12
- 大小:1.25MB
南邮 msp430 数码管 报告.docx
《南邮 msp430 数码管 报告.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《南邮 msp430 数码管 报告.docx(12页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
南邮msp430数码管报告
通达学院
2013/2014学年第1学期
课程设计II实验报告
模块名称430单片机
专业
学生班级
学生学号
学生姓名
指导教师
设计题目
控制数码管循环显示单个数字
任务要求
1、总体要求:
能采用proteus平台画出实验所需要的电气原理图,能编写软件,并编译无错误,基本实现功能。
2、具体要求:
利用单片机控制一个8段LED数码管,构成一个LED显示系统,使其循环显示数字“0~9”
实验设备及软件
①微机一台(WindowsXP)
②电路仿真软件:
“Proteus7.10”
③单片机程序编译软件:
“IAR”
同组人员学号及姓名
参考文献
《基于Proteus的单片机课程的基础实验与课程设计》
(张毅刚主编,人民邮电出版社,2012年4月)
课程设计报告
1、设计题目:
控制数码管循环显示单个数字
2、课题分析:
次课程设计任务为:
利用430单片机、8位LED构成一个数码管扫描显示系统,一个数码管同时循环显示0~9。
并根据设计任务的要求运用IAR软件编写程序,在PROTEUS7.10中绘制电路原理图。
然后在PROTEUS7.10下进行仿真,实现相应功能。
3、设计原理:
① Proteus软件介绍
Proteus软件是英国Labcenterelectronics公司出版的EDA工具软件(该软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司)。
它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能,还能仿真单片机及外围器件。
它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。
虽然目前国内推广刚起步,但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。
Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件),从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真,一键切换到PCB设计,真正实现了从概念到产品的完整设计。
是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台,其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等,2010年即将增加Cortex和DSP系列处理器,并持续增加其他系列处理器模型。
在编译方面,它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。
本课题中,Proteus被用来设计MSP430电路并进行仿真运行。
②IAR软件介绍
IARSystems是全球领先的嵌入式系统开发工具和服务的供应商。
公司成立于1983年,提供的产品和服务涉及到嵌入式系统的设计、开发和测试的每一个阶段,包括:
带有C/C++编译器和调试器的集成开发环境(IDE)、实时操作系统和中间件、开发套件、硬件仿真器以及状态机建模工具。
其研发公司总部在北欧的瑞典,在美国、日本、英国、德国、比利时、巴西和中国设有分公司。
它最著名的产品是C编译器-IAREmbeddedWorkbench,支持众多知名半导体公司的微处理器。
本课题中,IAR被用来设计供MSP430使用的满足题设要求的相关程序。
③MSP430介绍:
MSP430系列单片机是美国德州仪器(TI)1996年开始推向市场的一种16位超低功耗、具有精简指令集(RISC)的混合信号处理器(MixedSignalProcessor)。
MSP430有如下特点:
1.处理能力强
MSP430系列单片机是一个16位的单片机,采用了精简指令集(RISC)结构,具有丰富的寻址方式(7种源操作数寻址、4种目的操作数寻址)、简洁的27条内核指令以及大量的模拟指令;大量的寄存器以及片内数据存储器都可参加多种运算;还有高效的查表处理指令。
这些特点保证了可编制出高效率的源程序。
2.运算速度快
MSP430系列单片机能在25MHz晶体的驱动下,实现40ns的指令周期。
16位的数据宽度、40ns的指令周期以及多功能的硬件乘法器(能实现乘加运算)相配合,能实现数字信号处理的某些算法(如FFT等)。
3.超低功耗
MSP430单片机之所以有超低的功耗,是因为其在降低芯片的电源电压和灵活而可控的运行时钟方面都有其独到之处。
首先,MSP430系列单片机的电源电压采用的是1.8-3.6V电压。
因而可使其在1MHz的时钟条件下运行时,芯片的电流最低会在165μA左右,RAM保持模式下的最低功耗只有0.1μA。
其次,独特的时钟系统设计。
在MSP430系列中有两个不同的时钟系统:
基本时钟系统、锁频环(FLL和FLL+)时钟系统和DCO数字振荡器时钟系统。
可以只使用一个晶体振荡器(32.768kHz)DT-26ORDT-38[4],也可以使用两个晶体振荡器。
由系统时钟系统产生CPU和各功能所需的时钟。
并且这些时钟可以在指令的控制下,打开和关闭,从而实现对总体功耗的控制。
由于系统运行时开启的功能模块不同,即采用不同的工作模式,芯片的功耗有着显著的不同。
在系统中共有一种活动模式(AM)和五种低功耗模式(LPM0~LPM4)。
在实时时钟模式下,可达2.5μA,在RAM保持模式下,最低可达0.1μA。
4.片内资源丰富
MSP430系列单片机的各系列都集成了较丰富的片内外设。
它们分别是看门狗(WDT)、模拟比较器A、定时器A0(Timer_A0)、定时器A1(Timer_A1)、定时器B0(Timer_B0)、UART、SPI、I2C、硬件乘法器、液晶驱动器、10位/12位ADC、16位Σ-ΔADC、DMA、I/O端口、基本定时器(BasicTimer)、实时时钟(RTC)和USB控制器等若干外围模块的不同组合。
其中,看门狗可以使程序失控时迅速复位;模拟比较器进行模拟电压的比较,配合定时器,可设计出A/D转换器;16位定时器(Timer_A和Timer_B)具有捕获/比较功能,大量的捕获/比较寄存器,可用于事件计数、时序发生、PWM等;有的器件更具有可实现异步、同步及多址访问串行通信接口可方便的实现多机通信等应用;具有较多的I/O端口,P0、P1、P2端口能够接收外部上升沿或下降沿的中断输入;10/12位硬件A/D转换器有较高的转换速率,最高可达200kbps,能够满足大多数数据采集应用;能直接驱动液晶多达160段;实现两路的12位D/A转换;硬件I2C串行总线接口实现存储器串行扩展;以及为了增加数据传输速度,而采用的DMA模块。
MSP430系列单片机的这些片内外设为系统的单片解决方案提供了极大的方便。
另外,MSP430系列单片机的中断源较多,并且可以任意嵌套,使用时灵活方便。
当系统处于省电的低功耗状态时,中断唤醒只需5μs。
5.方便高效的开发环境
MSP430有OTP型、FLASH型和ROM型三种类型的器件,这些器件的开发手段不同。
对于OTP型和ROM型的器件是使用仿真器开发成功之后烧写或掩膜芯片;对于FLASH型则有十分方便的开发调试环境,因为器件片内有JTAG调试接口,还有可电擦写的FLASH存储器,因此采用先下载程序到FLASH内,再在器件内通过软件控制程序的运行,由JTAG接口读取片内信息供设计者调试使用的方法进行开发。
这种方式只需要一台PC机和一个JTAG调试器,而不需要仿真器和编程器。
开发语言有汇编语言和C语言。
三、原理图绘制:
①总体流程:
电路原理图的设计与绘制是整个电路设计的基础。
电路原理图的设计包括:
设置电路图的图纸大小;规划电路图的总体布局;在图纸上放置元器件,进行布局和布线;根据需要添加注释并进行检查与修改,最后保存。
②元件清单:
元件
库
件数
430单片机
MSP430F2491
1
电容
CAP
2
晶振
CRYSTAL
1
LED数码管
7SEG—COM—AN—RED
1
电阻
RES
2
驱动电路
RESPACK-8
1
电源、地线
POWER、GROUND
1
③电路各部件原理:
1.数码管:
我们最常用的是七段式和八段式LED数码管,八段比七段多了一个小数点,其他的基本相同。
所谓的八段就是指数码管里有八个小LED发光二极管,通过控制不同的LED的亮灭来显示出不同的字形。
数码管又分为共阴极和共阳极两种类型,其实共阴极就是将八个LED的阴极连在一起,让其接地,这样给任何一个LED的另一端高电平,它便能点亮。
而共阳极就是将八个LED的阳极连在一起。
其原理图如下。
其中引脚图的两个COM端连在一起,是公共端,共阴数码管要将其接地,共阳数码管将其接正5伏电源。
一个八段数码管称为一位,多个数码管并列在一起可构成多位数码管,它们的段选线(即a,b,c,d,e,f,g,dp)连在一起,而各自的公共端称为位选线。
显示时,都从段选线送入字符编码,而选中哪个位选线,那个数码管便会被点亮。
数码管的8段,对应一个字节的8位,a对应最低位,dp对应最高位。
所以如果想让数码管显示数字0,那么共阴数码管的字符编码为00111111,即0x3f;共阳数码管的字符编码为11000000,即0xc0。
可以看出两个编码的各位正好相反。
2.MSP430芯片:
这里选用M仿真软件提供的MSP430F2491
引脚图如下:
3.晶振电路:
4.驱动电路:
由于单片机的IO口的驱动能力有限,而数码管点亮时需要较大的电流,所以在用单片机构成数码管显示系统时,需要增加驱动电路来输出较大的电流。
驱动电路如下图:
④整体仿真电路:
连接完成后整体电路如下:
4、单片机编程
本次课程设计采用MSP430作单片机芯片,编程需要用到IAR软件,程序语言采用C语言。
1.程序设计流程图:
2.代码:
#include
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
Ucharconsttable[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};
voiddelayms(uintt)
{uinti;
while(t--)
for(i=1330;i>0;i--);//进过参数的调整}
voidmain(void)
{uchari;
WDTCTL=WDTPW+WDTHOLD;
P1DIR=0xFF;
P1SEL=0;
P1OUT=0x00;
while
(1)
{for(i=0;i<10;i++)
{P1OUT=table[i];
delayms(100);}}}
2.过程截图:
编写程序
生成供驱动芯片的HEX文件
5、仿真运行
芯片加载程序截图:
仿真结果截图:
循环开始,数码管显示“0”
循环当中,数码管显示“5”
一个循环最后,数码管显示“9”
六、设计小结:
设计成绩评定
评分内容
具体要求
总分
评分
上机时间
上机时间是否达到要求的学时,按照实际情况给与一定的成绩。
10分
报告审阅结果
报告结构严谨,文字通顺,用语符合技术规范,图表清楚,书写格式规范,不与别人雷同。
30分
验收结果
原理
原理清楚,能较好地理解课题任务并提出实施方案。
20分
完成情况
独立完成规定设计任务,论证、分析、设计、计算、结构、建模、实验正确合理,有一定的创新。
30分
操作
能熟练操作相关工具软件,并利用工具软件完成设计任务。
10分
总成绩(五分制)
100分
指导教师评阅意见
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 南邮 msp430 数码管 报告