基于单片机msp430的点光源跟踪系统设计
基于msp430的点光源跟踪系统设计
周小军 何志龙 武小栋
摘要 本设计采用MSP430F149 单片机作为整个系统的控制核心，利用4个光敏三极管来接收点光源发出的光并将检测到的信号放大后传给控制器MSP430F149单片机，经过单片机的运算和处理来确定点光源的位置，并将运算的控制信号传给两台步进电机，使其跟随点光源运动。当水平方向上的2路光敏三极管测量数值相对接近，同时竖直方向上的2路光敏三极管测量数值也相对接近时，位于传感器中间的激光笔将精确的指向点光源。
关键词： MSP430 点光源 跟踪 传感器
1 方案设计与论证
根据题目的要求，系统的设计可分为控制器（msp430）模块，电机驱动模块，点光源检测模块，液晶显示模块，LED 驱动模块组成。系统设计总框图如图1：
1.1主控芯片的选择 方案一：采用传统的51单片机，运用比较广泛，上手比较快。但是本系统的程序量比较大，内部资源要求比较丰富，51单片机难以胜任这些功能。
光敏三极管
键盘
MSP430F149 1602液晶
纵轴电机 横轴电机 图1 系统设计总框图
方案二：采用MSP430F149低功耗单片机，其I/O口资源丰富，有12位AD转换、16位定时器、精密的比较器等，信息处理功能强大，能够很好的实现系统的要求。故选择此方案。
1.2电动机的选择
本系统电机的主要作用是调整激光笔的位置，指向点光源，可选取的类型如下方案：
方案一：步进电机。在非超载的情况下，电机的转速、停止位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响。每给一次脉冲信号，电机能够转过一个步距角。
方案二：直流减速电机。此电机在正常通电状态下，转速平稳，角度的变化也近乎连续，控制简单方便。
根据设计的要求可知，直流减速电机的速度不容易控制，而步进电机的控制和实现相对简单一些。因而选用方案一。
1.3电动机驱动方案的选择
本系统中选的是步进电机，步进电机驱动有一下三种方案可选择：
方案一：采用功率三极管作为功率放大器的控制步进电机。线性型驱动的电路结构和原理简单，加速能力强，但是电路比较复杂。
方案二：采用由达林顿晶体管阵列ULN2003。用单片机控制达林顿管使之工作在占空比可调的开关状态下，精确调整电动机转速。单驱动能力比较弱。
方案三：采用恒压桥式驱动芯片L298N。驱动能力强，电路简单，使用方便。故选择此方案。
1.4传感器的选择
本系统的传感器主要是检测光照度，可考虑的传感器如下列方案：
方案一：光敏电阻。从光照特性来看，随着光照强度的增加，光敏电阻的阻值开始迅速下降，可以反映光照的变化，但该特性大多数情况为非线性，部分光照区间内，特性变化不灵敏。
方案二：光敏二极管。光敏二极管具有单向导电性，无光照时，有很小的暗电流，当受到光照时，光电流随射光强度的变化而变化。
方案三：光敏三极管。光敏三极管灵敏度远高于光电池,但受外界环境影响飘动比较严重,用两个光敏三极管采集点光源两侧的光强差,可以有效消除外界环境光的干扰.光敏三极管接收面不仅小而且是一个有聚光功能的透镜,更容易确定点光源的位置。用四个光敏三极管组成四象限感光面，上下左右各一个光敏三极管。
经实践测定，光敏二级管与光敏三极管满足要求，但在反映速度，及变化的灵敏、快速性方面，光敏三极管更胜一筹，故传感器选择方案三。
2硬件电路的设计
2.1 1W LED驱动电路
用LM317三端可调式集成稳压器，可以通过简单的电路连接得到恒流源I=1.25/R +I
（I=50υA），可移动过精密电位器调节R2从而改变I，得到相应的电流范围用来驱动
大功率LED灯。电路如图2所示：
图2 1W LED驱动电路
2.2信号检测电路
3DU33采集到光信号后，使整个电路导通，再通过运算放大器将微弱的电流信号放大，从而使单片机MSP430F149更好的处理信号。整体电路如图3所示：
图3 信号采集电路
2.3步进电机驱动电路设计
为了达到较好的跟踪电光源的目的，本设计采用两个步进电机来配合跟踪系统工作。电机驱动电路如图4所示
2.4键盘设计 本系统中键盘的作用是调整。如果点光源不在光敏三极管检测的范围就不能检测点光源的光照，所以需要手动调整步进电机使其寻找到点光源。键盘就在这个过程中应用。键盘电路如图5所示 图5 键盘电路 图4 步进电机驱动电路
3 系统程序设计
3.1 跟踪系统流程图 否 是
开始
键2
键1 键4 初始化
模式选择
键3 键5
模式1 反转 停止 正转 模式2
光源检测
驱动电机
追踪测量
是否光强最大
保存数据并停止测量
图6 系统总体流程图
3.2 软件设计
本系统软件设计部分主要包括按键选择部分，ADC采集转换部分，液晶驱动部分，执行部分。
按键选择部分，设置P2.0~P2.4下降沿中断。P2.0键按下后选择模式1即电光源圆周运动模式，P2.1控制电机正转，P2.2控制电机反转，P2.3使电机停止转动，P2.4选择模式2即点光源直线运动模式。其中P2.1、P2.2、P2.3三个按键用于调整，当电光源不在测量范围时，可以按键控制使电机转动到可测量区域。
ADC采集转换部分，设置P6.0~P6.3为光敏三极管信号输入端口，经过单片机ADC12算法处理，把处理结果进行比较，并把部分结果在液晶上显示。
液晶驱动部分占用P4全部端口和P3部分端口。此部分程序用于液晶的初始化以及控制液晶显示。
执行部分，通过比较经过水平方向两个光敏三极管电流的大小，确定纵轴电机的转动方向，通过比较经过竖直方向两个光敏三极管电流的大小，确定横轴电机的转动方向。当水平、竖直两个电流值之差在一确定范围时，电机停止转动，此时激光笔指向电光源所在位置。此外，电机运行状态会在液晶上显示。
4结语
本设计基本上能按照要求对点光源进行跟踪。单片机通过对外部光电信号的采样转换比较得到电机运行指令。可根据控制系统的追踪时间要求来改变脉冲的频率，以此来改变步进电机的旋转速度带动工作台进行实时跟踪, 在电路中增加了手动校准电路，可以使光敏三极管快速的寻找到点光源的大概位置，然后实施自动跟踪功能。设计过程中我们碰到的最大的问题是硬件部分，最终在仔细的调试过程中发现了问题，并加以解决。
5参考文献：
[1]全国大学生电子设计大赛获奖作品选编.北京理工大学出版社2005
[2] MSP430单片机常用模块与综合系统实例精讲.电子工业大学出版社2005
[3]MSP430系列16位超低功耗单片机原理与应用.清华大学出版社出版2003 6附录
所用核心器件:
MSP430单片机
两相混合式步进电机两个
光敏三极管4个
1602液晶1块
LM317 1个
LM324 两个
L298N 1个
MSP430单片机实验报告v3.0
MSP430单片机课程设计 一．设计要求 数字温度计 （1）用数码管（或LCD）显示温度和提示信息； （2）通过内部温度传感器芯片测量环境温度； （3）有手动测量（按测量键单次测量）和自动测量（实时测量）两种工作模式； （4）通过按键设置工作模式和自动测量的采样时间（1秒～1小时）； （5）具备温度报警功能，温度过高或过低报警。 二．系统组成 系统由G2Launch Pad及其拓展板构成，单片机为MSP430G2553。 I2的通信方式对IO进行拓展，芯片为TCA6416A； 使用C 使用HT1621控制LCD; 三．系统流程 拓展的四个按键key1、key2、key3、key4分别对应单次测量、定时测量、定时时间的增、减。定时时间分别为1s,5s,15s,30s,60s。在自动测量模式下，当温度超过设定温度上限
即报警，报警时在LCD屏幕显示ERROR同时LED2闪烁，在5s后显示0℃。此时可重新开始手动或自动测量温度。 系统示意图： 四.演示 a)手动测量温度 b)自动测量温度 c)报警
显示ERROR同时LED闪烁d）设置时间界面 五．代码部分 #include "MSP430G2553.h" #include "TCA6416A.h" #include "LCD_128.h" #include "HT1621.h" #include "DAC8411.h" #define CPU_F ((double)8000000) #define delay_us(x) __delay_cycles((long)(CPU_F*(double)x/1000000.0)) #define delay_ms(x) __delay_cycles((long)(CPU_F*(double)x/1000.0)) static int t=0; long temp; long IntDeg; void ADC10_ISR(void); void ADC10_init(void); void LCD_Init(); void LCD_Display(); void GPIO_init(); void I2C_IODect(); void Error_Display(); void WDT_Ontime(void); void LCD_Init_AUTO(); void LCD1S_Display();
单片机课程设计完整版样本
课程设计( 论文) 课程名称单片机 题目名称简易密码锁的设计学院高等技术学院 专业班级高1 1 0 9 学号3869 学生姓名刘欢 指导教师胡立强 11月28 日 目录
一，任务目的 (3) 二，任务要求 (3) 三，电路与元器件 (4) 四，程序设计 (5) 五，程序运行测试 (6) 六，任务小结 (7) 七，心得体会 (8) 八，参考文献 (9) 1.任务目的
经过对具有四个按键输入和一个数码管显示的简易密码锁的设计与制作, 让读者理解C语言中数组的基本概念和应用技术, 并初步了解单片机与键盘和LED数码管的接口电路设计及编程控制方法。 2.任务要求 在一些智能门控管理系统, 需要输入正确的密码才能开锁。基于单片机控制的密码锁硬件电路包括三部分: 按键、数码显示和电控开锁驱动电路, 三者的对应关系如图表3.16所示。 表3.16 简易密码锁状态 简易密码锁的基本功能如下: 4个按键, 分别代表数字0,1,2,3: 密码在程序中事先设定, 为0-3之间的一个数字; 上电复位后, 密码锁初始状态为关闭, 密码管显示符号”—”; 当按下数字键后, 若与事先设定的密码相同, 则数码管显示字符”P”, 打开锁, 3秒后恢复锁定状态, 等待下一次密码的输入, 否则显示字符”E”持续3秒, 保持锁定状态并等待下次输入。 3.电路与元器件 根据任务要求, 用一位LED数码管作为显示器件, 显示密码锁的状态信息, 数码管采用静态连接方式; 4个按键连接到P0口的低四位
P0.0-P0.3引脚, 设P0.0连接数字”0”按键、P0.1连接数字”1”按键, 依次类推; 锁的开、关电路用P3.0控制的一个发光二极管代替, 发光二极管点亮表示锁打开, 熄灭表示锁定。根据以上分析, 采用如图3.21所示的连接电路。 图3.21 简易密码锁电路 简易密码锁电路所需元器件清单如表3.17所示。 元器件名称参数数量元器件名 称 参数数量 插座DIP40 1 电阻103 1 单片机AT89SC51 1 电解电容22UF 1
南理工 王宏波 MSP430F6638单片机实验报告
MSP430单片机应用技术 实验报告 学号：XXXXXXXX
实验1 一、实验题目：UCS实验 二、实验目的 设置DCO FLL reference =ACLK=LFXT1 = 32768Hz, MCLK = SMCLK = 8MHz，输出ACLK、SMCLK，用示波器观察并拍照。 UCS，MCLK、 SMCLK 8MHz 的 1 2 六、实验结果 实验２ 一、实验题目：ＦＬＬ＋应用实验 二、实验目的
检测P1.4 输入，遇上升沿进端口中断，在中断服务程序内翻转P4.1 状态。 三、实验仪器和设备 计算机、开发板、示波器、信号源、电源、Code Comeposer Studio v5 四、实验步骤 1、用电缆连接开发板USB2口和电脑USB口，打开电源开关SW1，电源指示灯D5点亮； 2、运行ＣＣＳＶ５； WDT 1、用电缆连接开发板USB2口和电脑USB口，打开电源开关SW1，电源指示灯D5点亮； 2、运行ＣＣＳＶ５； ３、新建工作空间ｗｏｒｋｓｐａｃｅ； ４、新建工程ｐｒｏｊｅｃｔ与源文件ｍａｉｎ．Ｃ； ５、编写程序； ６、编译、调试、下载程序到单片机；
７、观察、分析、保存运行结果。 五、实验程序 实验４ 一、实验题目：ＷＤＴ＿Ａ实验 二、实验目的 定时模式 1 2 六、实验结果 实验５一、实验题目：Ｔｉｍｅｒ＿Ａ实验
二、实验目的 比较模式-Timer_A0，两路PWM 输出，增减计数模式，时钟源SMCLK，输出模式7 TACLK = SMCLK = default DCOCLKDIV。PWM周期CCR0 = 512-1，P1.6 输出PWM占空比CCR1 = 37.5%，P1.7输出PWM占空比CCR1 =12.5%。 要求： （1）用示波器观察两路PWM 输出的波形并拍照，测量周期、正脉宽等参数，与理论值进行对比分析。 （2 （3 1 2 实验６ 一、实验题目：ＡＤＣ１２实验 二、实验目的 ADC12 单次采样A0 端口，根据转换结果控制LED 状态。
单片机实验报告
院系：计算机科学学院专业：智能科学与技术年级： 2012 学号：2012213865 姓名：冉靖 指导教师：王文涛 2014年 6月1日
一. 以下是端口的各个寄存器的使用方式： 1．方向寄存器：PxDIR：Bit=1，输出模式；Bit=0，输入模式。 2．输入寄存器：PxIN，Bit=1，输入高电平；Bit=0，输入低电平。 3．输出寄存器：PxOUT，Bit=1，输出高电平；Bit=0，输出低电平。 4．上下拉电阻使能寄存器：PxREN，Bit=1，使能；Bit=0，禁用。 5．功能选择寄存器：PxSEL，Bit=0，选择为I/O端口；Bit=1，选择为外设功能。6．驱动强度寄存器：PxDS，Bit=0，低驱动强度；Bit=1，高驱动强度。 7．中断使能寄存器：PxIE，Bit=1，允许中断；Bit=0，禁止中断。 8．中断触发沿寄存器：PxIES，Bit=1，下降沿置位，Bit=0：上升沿置位。 9．中断标志寄存器：PxIFG，Bit=0：没有中断请求；Bit=1：有中断请求。 二．实验相关电路图： 1 MSP430F6638 P4 口功能框图： 主板上右下角S1~S5按键与MSP430F6638 P4.0~P4.4口连接： 2按键模块原理图： 我们需要设置两个相关的寄存器：P4OUT和P4DIR。其中P4DIR为方向寄存器，P4OUT 为数据输出寄存器。 主板上右下角LED1~LED5指示灯与MSP430F6638 P4.5~P4.7、P5.7、P8.0连接：
3 LED指示灯模块原理图： P4IN和P4OUT分别是输入数据和输出数据寄存器，PDIR为方向寄存器，P4REN 为使能寄存器： #define P4IN (PBIN_H) /* Port 4 Input */ #define P4OUT (PBOUT_H) /* Port 4 Output */ #define P4DIR(PBDIR_H) /* Port 4 Direction */ #define P4REN (PBREN_H) /* Port 4 Resistor Enable */ 三实验分析 1 编程思路： 关闭看门狗定时器后，对P4.0 的输出方式、输出模式和使能方式初始化，然后进行查询判断，最后对P4.0 的电平高低分别作处理来控制LED 灯。 程序流程图： 2 关键代码分析： #include
单片机课程设计报告电子密码锁完整版
单片机课程设计报告电 子密码锁 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
山东交通学院 单片机原理与应用课程设计院（部）：轨道交通学院 班级：自动化121 学生姓名： 学号： 指导教师： 时间：— 课程设计任务书 题目电子密码锁设计 系 (部) 轨道交通学院 专业班级自动化121 学生姓名 学号 06 月 01 日至 06 月 12 日共 2 周 指导教师(签字) 系主任(签字) 年月日
目录 3.总体设计 (2)
4 密码比较模块 (6) (6) (8) (9) 附录 (10)
摘要 设计运用了ATMEL公司的AT89S52芯片系统，将微处理器、总线、蜂鸣器、矩阵键盘、存储器和I/O口等硬件集中一块电路板上，通过读取键盘输入的数据（密码）并储存到ATMEL912 24C08存储器中，然后判断之后键盘输入的数据与已存储的数据是否相同来决定打开密码箱或锁键盘或报警。在keil4软件中编程，系统可实现6位密码的处理，并通过控制步进电机控制密码箱门的电子锁，同时还可以修改改密码。利用单片机系统制作的密码箱安全性能更高，更易操作且体积小。 关键词：单片机、密码锁、修改密码 1.设计要求 本实验将实现六位数的电子密码锁。要求使用4X4 行列式键盘作为输入，并用LCD 实时显示。具体要求如下：1. 开机时LCD显示“welcome to use”，初始化密码为“123456”，密码可以更改。 2. 按下“10”，开始则显示“Enter Please:”。3. 随时可以输入数值，并在LCD上实时显示‘*’。当键入数值时，为了保密按从左到右依次显示‘*’，可键入值为0~9。 4. 按下“13”键，则表示确定键按下，进行密码对比。如相符则在LCD第一行显示“Open the door!”，同时指示灯亮起并且步进电机旋转一定的角度；如不符，则LCD第一行显示“Wrong password!”，并且蜂鸣器同时提示一下。如果密码连续三次错误则蜂鸣器连续响5下，并且持续5秒不能进行任何操作 5.在开锁状态下按下“12”键，进入修改密码状态，LCD同时提示“Enter new code!”。为删除按键，出入之后可以进行删除。按键为关闭按键，只有在打开状态下才可以关闭，按下之后LCD显示“Close the door!”。 2.功能概述 此设计分为四个功能模块。 第一模块：按键输入模块，用于密码的输入以及其他的密码操作按键。 第二模块：LCD模块，是与使用者交流的界面，用于显示各种状态下的内容。 第三模块：步进电机模块，用于控制密码锁的打开与关闭。 第四模块：24C08模块，用于储存输入的密码并读出来。 3.总体设计 本次设计作品的主要构成部分包括80C51单片机、LCD1602、24C08、矩阵按键、LED 等、蜂鸣器。如图1总体仿真图，图2实物图。 图1 总体电路图 图2 密码锁实物图 4.硬件设计 矩阵按键设计 如图3所示矩阵按键由P1口控制，了加强密码的保密性，采用一个4×4的矩阵式键盘可以任意设置用户密码（1-16位长度），从而提高了密码的保密性，同时也能减少与单片机接口时所占用的I/O口线的数目，节省了单片机的宝贵资源，在按键比较多的时候，通常采用这种方法。 每一行与每一列的交叉处不相同，而是通过一个按键来连通，利用这种行列式矩阵结构只需要N根行线与M根列线，即可组成具有N × M 个按键的矩阵键盘。 在这种行列式矩阵键盘编码的单片机系统中，键盘处理程序首先执行等待按键并确
MSP430单片机实验报告
MSP430单片机实验报告 专业： 姓名： 学号：
MSP430单片机实验报告 设计目标：使8位数码管显示“5201314.”，深入了解串行数据接口。 实现过程：主要分为主函数、驱动8位数码管函数、驱动1位数码管函数及延时函数。 延时函数：采用for循环。 驱动1位数码管子函数：设置74HC164的时钟传输和数传输，声明变量，使数据表中每一个要表示的字符的每一位都与shift做与运算从而进行传输，上升沿将传输数据传送出去。驱动1位数码管子函数的流程图如图1所示。 图1 驱动1位数码管子函数流程图 驱动8位数码管子函数：调用8次驱动1位数码管子函数。驱动8位数码管子函数流程图如图2所示。 图2 驱动8位数码管流程图
while 图3 主函数流程图 实验结果：供电后，数码管显示“5201314.”字样。 源程序： /************* 程序名称：5201314.*************/ /***程序功能:通过模拟同步串口控制8个共阳数码管***/ /*******P5.1 数据管脚，P5.3 同步时钟管脚*******/ #include
单片机课程设计完整版《PWM直流电动机调速控制系统》
单片机原理及应用课程设计报告设计题目： 学院： 专业： 班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 年月日 目录
设计题目：PWM直流电机调速系统 本文设计的PWM直流电机调速系统，主要由51单片机、电源、H桥驱动电路、LED 液晶显示器、霍尔测速电路以及独立按键组成的电子产品。电源采用78系列芯片实现+5V、+15V对电机的调速采用PWM波方式，PWM是脉冲宽度调制，通过51单片机改变占空比实现。通过独立按键实现对电机的启停、调速、转向的人工控制，LED实现对测量数据（速度）的显示。电机转速利用霍尔传感器检测输出方波，通过51单片机对1秒内的方波脉冲个数进行计数，计算出电机的速度，实现了直流电机的反馈控制。 关键词：直流电机调速；定时中断；电动机；波形；LED显示器；51单片机 1 设计要求及主要技术指标： 基于MCS-51系列单片机AT89C52，设计一个单片机控制的直流电动机PWM调速控制装置。 设计要求 （1）在系统中扩展直流电动机控制驱动电路L298，驱动直流测速电动机。 （2）使用定时器产生可控的PWM波，通过按键改变PWM占空比，控制直流电动机的转速。 （3）设计一个4个按键的键盘。 K1:“启动/停止”。 K2：“正转/反转”。 K3：“加速”。 K4:“减速”。 （4）手动控制。在键盘上设置两个按键----直流电动机加速和直流电动机减速键。在
手动状态下，每按一次键，电动机的转速按照约定的速率改变。 （5）*测量并在LED显示器上显示电动机转速（rpm）. （6）实现数字PID调速功能。 主要技术指标 (1）参考L298说明书，在系统中扩展直流电动机控制驱动电路。 (2)使用定时器产生可控PWM波，定时时间建议为250us。 (3）编写键盘控制程序，实现转向控制，并通过调整PWM波占空比，实现调速； (4）参考Protuse仿真效果图：图（1） 图（1） 2 设计过程 本文设计的直流PWM调速系统采用的是调压调速。系统主电路采用大功率GTR为开关器件、H桥单极式电路为功率放大电路的结构。PWM调制部分是在单片机开发平台之上，运用汇编语言编程控制。由定时器来产生宽度可调的矩形波。通过调节波形的宽度来控制H电路中的GTR通断时间，以达到调节电机速度的目的。增加了系统的灵活性和精确性，使整个PWM脉冲的产生过程得到了大大的简化。 本设计以控制驱动电路L298为核心，L298是SGS公司的产品，内部包含4通道逻辑驱动电路。是一种二相和四相电机的专用驱动器，即内含二个H桥的高电压大电流双全桥式驱动器，接收标准TTL逻辑电平信号，可驱动46V、2A以下的电机。可驱动2个电机，OUTl、OUT2和OUT3、OUT4之间分别接2个电动机。5、7、10、12脚接输入控制电平，控制电机的正反转，ENA，ENB接控制使能端，控制电机的停转。 本设计以AT89C52单片机为核心，如下图（2），AT89C52是一个低电压，高性能 8位，片内含8k bytes的可反复擦写的只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（），器件采用的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。 图（2） 对直流电机转速的控制即可采用开环控制,也可采用闭环控制。与开环控制相比,速度控制闭环系统的机械特性有以下优越性：闭环系统的机械特性与开环系统机械特性相比,其性能大大提高;理想空载转速相同时,闭环系统的静差（额定负载时电机转速降落与理想空载转速之比）要小得多;当要求的静差率相同时, 闭环调速系统的调速范
MSP430单片机AD转换实验
A/D转换实验 一、转换原理 MSP430F149的A/D转换器原理请参考相关书籍。 实验板上与AD相关的硬件电路: 编程工作实际就是对以下寄存器的操作： 寄存器类型寄存器缩写寄存器的含义 转换控制寄存器ADC12CTL0转换控制寄存器0 ADC12CTL1转换控制寄存器1 中断控制寄存器ADC12IFG中断标志寄存器ADC12IE中断使能寄存器ADC12IV中断向量寄存器 存储及其 控制寄存器ADC12MCTL0 ~ ADC12MCTL15存储控制寄存器0~15 ADC12MEM0 ~ ADC12MEM15 存储寄存器0~15
设计主程序和中断服务程序。 二、转换程序 1、程序1：转换结果发送到PC 主程序中进行A/D初始化，中断服务程序读A/D转换结果，主程序中通过串口发送结果。 “”主程序与中断程序： /********************************************************* 程序功能：将ADC对端口电压的转换结果按转换数据和对应的 模拟电压的形式通过串口发送到PC机屏幕上显示 ----------------------------------------------------------- 通信格式： 9600 ----------------------------------------------------------- 测试说明：打开串口调试精灵，正确设置通信格式，观察接收数据 **********************************************************/ #include <> #include "" #include "" #include "" #define Num_of_Results 32 uint results[Num_of_Results]; //保存ADC转换结果的数组 uint average; uchar tcnt = 0; /***********************主函数***********************/ void main( void ) {
430单片机点亮LED实验报告
430单片机点亮LED实验报告 一.安装实验软件IAR 二．编写点亮LED灯程序 1.使P1.0口LED灯会不停的闪烁着，程序 #include
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单片机课程设计——基于C51简易计算器
单片机十进制加法计算器设计 摘要 本设计是基于51系列的单片机进行的十进制计算器系统设计，可以完成计 算器的键盘输入，进行加、减、乘、除3位无符号数字的简单四则运算，并在LED上相应的显示结果。 设计过程在硬件与软件方面进行同步设计。硬件方面从功能考虑，首先选择内部存储资源丰富的AT89C51单片机，输入采用4×4矩阵键盘。显示采用3位7段共阴极LED动态显示。软件方面从分析计算器功能、流程图设计，再到程序的编写进行系统设计。编程语言方面从程序总体设计以及高效性和功能性对C 语言和汇编语言进行比较分析，针对计算器四则运算算法特别是乘法和除法运算的实现，最终选用全球编译效率最高的KEIL公司的μVision3软件，采用汇编语言进行编程，并用proteus仿真。 引言 十进制加法计算器的原理与设计是单片机课程设计课题中的一个。在完成理论学习和必要的实验后，我们掌握了单片机的基本原理以及编程和各种基本功能的应用，但对单片机的硬件实际应用设计和单片机完整的用户程序设计还不清楚，实际动手能力不够，因此对该课程进行一次课程设计是有必要的。 单片机课程设计既要让学生巩固课本学到的理论，还要让学生学习单片机硬件电路设计和用户程序设计，使所学的知识更深一层的理解，十进制加法计算器原理与硬软件的课程设计主要是通过学生独立设计方案并自己动手用计算机电路设计软件，编写和调试，最后仿真用户程序，来加深对单片机的认识，充分发挥学生的个人创新能力，并提高学生对单片机的兴趣，同时学习查阅资料、参考资料的方法。 关键词：单片机、计算器、AT89C51芯片、汇编语言、数码管、加减乘除
目录 摘要 (01) 引言 (01) 一、设计任务和要求............................. 1、1 设计要求 1、2 性能指标 1、3 设计方案的确定 二、单片机简要原理............................. 2、1 AT89C51的介绍 2、2 单片机最小系统 2、3 七段共阳极数码管 三、硬件设计................................... 3、1 键盘电路的设计 3、2 显示电路的设计 四、软件设计................................... 4、1 系统设计 4、2 显示电路的设计 五、调试与仿真................................. 5、1 Keil C51单片机软件开发系统 5、2 proteus的操作 六、心得体会.................................... 参考文献......................................... 附录1 系统硬件电路图............................ 附录2 程序清单..................................
MSP430单片机GPIO实验教程
GPIO实验教程 2015/7/24 官网地址：http://www.fengke.club
目录 第一节GPIO硬件介绍 (2) 第二节GPIO寄存器介绍 (3) 第三节实验 (5) 第四节实验现象 (7)
第一节GPIO硬件介绍 MSP430F5438A单片机属于5系列单片机，该系列的单片机最多可以提供12路数字IO接口，P1~P11以及PJ。大部分接口都有8个管脚，但是有些接口会少于8 个管脚。可以参考说明文档中关于接口的章节。每个I/O 管脚都可以独立的设置为输入或者输出方向，并且每个I/O 接线都可以被独立的读取或者写入。所有接口的寄存器都可以被独立的置位或者清零，就像设置驱动能力一样。 P1和P2接口具中断功能。从P1和P2接口的各个I/O管脚引入的中断可以独立的被使能并且设置为上升沿或者下降沿出发中断。所有的P1接口的I/O管脚的中断都来源于同一个中断向量P1IV，并且P2接口的中断都来源于另外一个中断向量P2IV。在一些MSP430x5xx单片机中，附加的接口也具有中断功能。详细说明请查阅芯片的说明文档。 每个独立的接口可以作为字节长度端口访问或者结合起来作为字长度端口进行访问。端口配对P1/P2、P3/P4、P5/P6、P7/P8 等联合起来分别叫做PA、PB、PC、PD 等。当进行字操作写入PA 口时，所有的16 为都被写入这个端口。利用字节操作写入PA 口的低字节时，高字节保持不变。相似地，使用字节指令写入PA 口高字节时，低字节保持不变。其它端口也是一样的，当写入的数据长度小于端口最大长度时，那些没有用到的位保持不变。所有的端口寄存器都利用这个规则来命名，除了中断向量寄存器P1IV 和P2IV。它们只能进行字节操作，并且PAIV 这个寄存器根本不存在。 利用字操作读取端口PA可以使所有16位数据传递到目的地。利用字节操作读取端口PA（P1或者P2）的高字节或者低字节并且将它们存储到存储器时可以只把高字节或者低字节分别传递到目的地。利用字节操作读取PA口数据并写入通用寄存器时整个字节都被写入寄存器中最不重要的字节。寄存器中其它重要的字节会自动清零。端口PB、PC、PD 和PE 都可以进行相同的操作。当读入的数据长短小于端口最大长度时，那些没有用到的位被视零，PJ 口也是一样的。 数字I/O的主要特征有： 1、可以独立编程的独立I/O口； 2、可以任意的混合输入输出； 3、独立配置P1、P2口的中断； 4、独立的输入和输出数据寄存器； 5、独立配置上拉或下拉电阻。
单片机课程设计电阻测量(完整版)
课程设计报告课程名称:单片机课程设计 设计题目：电阻测量 院系：通信与控制工程系 专业：通信工程 班级： 学生姓名: 学号: 08409212 起止日期: 指导教师: 教研室主任：
摘要 本设计电阻测量是利用A/D转换原理，将被测模拟量转换成数字量,并用数字方式显示测量结果的电子测量仪表。通常测量电阻都采用大规模的A/D转换集成电路，测量精度高，读数方便，在体积、重量、耗电、稳定性及可靠性等方面性能指标均明显优于指针式万用表。其中，A/D转换器将输入的模拟量转换成数字量，逻辑控制电路产生控制信号，按规定的时序将A/D转换器中各组模拟开关接通或断开，保证A/D 转换正常进行。A/D转换结果通过计数译码电路变换成BCD码，最后驱动显示器显示相应的数值。本系统以单片机AT89C52为系统的控制核心,结合A/D转换芯片ADC0809设计一个电阻测量表，能够测量一定数值之间的电阻值，通过四位数码显示。具有读数据准确，测量方便的特点。 关键词：单片机(AT89C52)；电压；A/D转换；ADC0809
目录 设计要求 (1) 1、方案论证与对比 (1) 1.1方案一 (1) 1.2方案二 (1) 1.3方案对比与比较................................... 错误！未定义书签。 2、系统硬件电路的设计 (2) 2.1振荡电路模块 (2) 2.2A/D转换电路模块 (3) 2.2.1主要性能 (3) 2.2.2 ADC0809芯片的组成原理 (4) 2.2.3 ADC0809引脚功能 (4) 2.3主控芯片AT89C52模块 (5) 2.3.1主要功能特性 (6) 2.3.2 主要引脚功能 (6) 2.4显示控制电路的设计及原理 (8) 3、程序设计 (9) 3.1初始化程序 (9) 3.2主程序 (10) 3.3显示子程序 (10) 3.4A/D转换测量子程序 (11) 4、调试及性能分析 (11) 4.1调试与测试 (11) 4.2性能分析 (12) 5、元件清单 (13) 6、总结与思考及致谢............................... 错误！未定义书签。参考文献. (13)
MSP430单片机AD转换实验
AD转换实验 一、转换原理 MSP430F149勺A/D转换器原理请参考相关书籍。实验板上与AD相关的硬件电路： RV3 10K ------------ 3-3\ J6 P61 SI?2 Al）输入电路 RV4 III-10K f > 2 ； ||| 二、转换程序 1、程序1：转换结果发送到PC 主程序中进行A/D初始化，中断服务程序读A/D转换结果，主程序中通过串口发送结果。
“ main 、c ”主程序与中断程序： /********************************************************* 程序功能：将ADC 对P6、0端口电压的转换结果按转换数据与对应的 模拟电压的形式通过 串口发送到 PC 机屏幕上显示 通信格式 ：N 、 8、 1, 9600 测试说明 ：打开串口调试精灵 ,正确设置通信格式 ,观察接收数据 **********************************************************/ #include
单片机课程设计修改版oc
摘要 随着电子产品向智能化和微型化的不断发展，单片机已成为电子产品研制和开发中首选的控制器。本文介绍了一种应用 AT89S52单片机设计的防盗自动报警电子密码锁系统。经实验验证该系统具有软硬件设计简单，易于开发，成本较低，安全可靠，操作方便等特点，可作为产品进行开发，应用于住宅、办公室的保险箱及档案柜等需要防盗的场所，所以电子密码锁凭着比较强的实用性、锁密匙量大，又要制造简单；既安全可靠，又成本低廉；既保密性强，又实用性广，在密码锁的巨大市场上占有一席之地。 本文讲述了基于AT89S52单片机的“电子密码锁”的设计与实现，首先在绪论中介绍了此系统的简介、研究本系统的目的和意义。此后，本文在第二、三、四章论述了系统整体结构框图，系统各模块功能，论述了系统工作原理并对所使用各种芯片的功能与特性进行了介绍、系统硬件设计；在第五章中重点剖析了软件设计开发的过程。而在最后一章简述了本次设计的总结，个人感受。此外，通过对系统软硬件的不断调试，进一步完善功能，同时也加深了对单片机、LCD液晶显示器、电路设计等方面知识。 关键词: 单片机；AT89S52；电子密码锁； LCD显示 1.密码锁 1.1密码锁的介绍
安全问题是现代社会各界普遍关注的焦点之一。在现实生活中，很多场合都用到了电子密码锁，比如说门禁系统，银行账户管理，保险箱等等地方都要用到电子密码锁，而且对其要求也很高。所以高安全性能密码锁的研究就成了一个必需的话题。近几年各种安全产品（如指纹识别、卡辨识、红外防盗等）已相继问世，但这类产品的特点是针对特定指纹或有效卡。只能适用于保密要求高或供个人使用的保险箱保险柜等，虽然这些产品安全性高，但其生产成本高，携带、安装及使用不方便，这在一定程度上限制了这类产品的普及和推广。 随着单片机的迅速发展，其应用领域越来越广，如消费电子、家用电器、办公设备、商业营销设备、工业控制和机电一体化控制系统、智能测量仪表以及汽车与航空航天电子系统中都广泛采用了单片机。51系列单片机由于具有可靠性好，以及扩展控制功能强等优点，成为国内目前应用最广泛的一种8为单片机之一。随着单片机的应用领域越来越广泛，可以看出其的优越性和可靠性，所以将其应用到保密和安全方面是必然的，也是相当可靠，相当有意义的，基于单片机的电子密码锁的研究在保护财产和人身安全方面可以给人们带来更多更好的选择。 本文介绍的是一种由单片机编程控制实现的多功能密码锁，这种电路设计具有密码输入有效提示、错误指示、控制开锁电平、控制报警电路、密码修改等功能。可在意外泄密的情况下及时修改密码，密码可以是1-16位，保密性强、灵活性高、特别适用于家庭、办公室学生宿舍及宾馆等场所,具有社会推广价值。 1.2电子密码锁发展趋势 从目前的技术水平和市场认可程度看，使用最为广泛的是键盘式电子密码锁，该产品主要应用于保险箱、保险柜和金库，还有一部分应用于保管箱和运钞车。键盘式电子密码在键盘上输入，与打电话差不多，因而易于掌握，其突出优点是“密码”是记在被授权人脑子里的数字和字符，既准确又可靠，不会丢失（除了忘记），难以被窃（除非自己泄露）。但是密码不能太简单，太简单了就容易被他人在键盘上试探出来，或者可能被旁观者窥测出来，造成保密性不足。当然，密码又不能太复杂，太复杂了可能自己都糊涂了，或者输入密码操作成功率低，造成使用不便。因此，为了发扬优点、克服弱点，键盘式电子密码也在不断发展中，如“任意设定密码”技术使得被授权人可以根据自己的需要或喜好设定密码，常用常新；而“自动更改密码”技术使得本次输入的密码将自动更改成下次应输入的密码，更改的规律不为他人所知，因而不怕旁观者窥测；独出心裁的“键盘乱序显示”技术使得键盘上的固定键位每次显示出的字符不固定，并且显示的窄小角度只能由操作者正面看得到，因而即使旁观者看见操作动作也难以窥测出密码；“多重密码设定”技术使得单组密码不一定有效，适合多人分权使
单片机课程设计心得体会【可编辑版】
单片机课程设计心得体会 单片机课程设计心得体会 单片机课程设计心得体会，课程设计是大学课堂中常见的课堂模式，该模式更好的培养学生的综合能力，课程模式主要由选题到定稿，从理论到实践组成，以下由管理资料关于单片机课程设计的心得。 单片机课程设计心得体会 课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.随着科学技术发展的日新日异，单片机已经成为当今计算机应用中空前活跃的领域，在生活中可以说得是无处不在。因此作为二十一世纪的大学来说掌握单片机的开发技术是十分重要的。 本次课程设计持续了一个多月的时间，它主要是培养我们通过把所学的理论知识应用于实践，并且这一次课程设计采用的万用板搭建电路，想要焊接出来的电路板看起来整洁美观，我们便需要从全局入手，要有全局统筹局部的思维，这样才能更快捷设计出整齐美观的电路板。 刚开始时，由于自己的专业基础不足，对课题设计有一些恐惧。刚开始只是对照电路图一个个元件进行焊接，没有对整个电路结构进行布局。有经验的同学提醒我，如果继续这样下去，最后有些电路根本无法焊接上去。有了这种意识之后，我立即决定停止焊接，在同学的帮助下开始对整个电路图进行合理的排列，根据不同的电路部分的
不同的特殊要求来安排位置，以达到最佳.最优的效果。在进行焊接的过程中慢慢的对此次课程越来越感兴趣。 然而在用程序对硬件进行调试的时候却出现了一些问题。整体焊接完毕后还是不能实现功能，通过一步一步的测量调试，检查出多处漏焊、虚焊的现象，修改后还是有很多的问题，用万用表不断的测试也找不到问题所在，而且用尽了各种方法检查了很久之后，任然没有有这样一个想法，但是没有做出来心里实在是很不甘心，因此我还是向基础扎实，经验丰富的同学请教，鼓励自己做下去。在他们的帮助下，发现有的电线上的绝缘胶皮由于焊接时，温度过热有部分破损，导致部分短路。一些残留的锡使得有些键盘与键盘之间连接了起来，却又很难被发现。经过多次修改和调整后，终于能基本实现功能。 问题得以圆满的解决，课题设计圆满结束，在此过程学到的细心，坚持不懈，不畏困难将使我受益终身。这其中除了自己的努力，更多的是感谢我们的课题设计老师段正华教授的帮助。由于对电路原理的不熟，对汇编语言的不精通我对课程设计很惧怕，但是段正华教授一方面在理论课上教育我们要对自己有信心，要争做一流的学者，并很详细很专业的为我们讲解了本次课程设计的理论知识，让我对此有了宏观上了解，并能够掌握这些理论知识，为以后的实际操作提供了坚实的基础。另一方面在实际操作时，也给我们很多技术上的指导，让我们能在此过程中，学到更多的操作技能。 所幸的是，我得到了很多同学的帮助。我想没有他们我可能都要放弃了，因为我本人对单片机也并不是很熟悉，学的东西好像它是它，我是我似的，理论联系不了实际。以前的汇编语言没学好，一开始的程序这块儿就要令我抓狂了。后来请教我们班的一个男生，每次
MSP430 按键程序范例(附原理图)
＃i nclude
//P1.4输出低电平 P1OUT &= ~(BIT4); nP10 = P1IN & BIT0; if (nP10 == 0) nRes = 13; nP11 = P1IN & BIT1; if (nP11 == 0) nRes = 14; nP12 = P1IN & BIT2; if (nP12 == 0) nRes = 15; nP13 = P1IN & BIT3; if (nP13 == 0) nRes = 16; //P1.5输出低电平 P1OUT &= ~(BIT4); nP10 = P1IN & BIT0; if (nP10 == 0) nRes = 9; nP11 = P1IN & BIT1; if (nP11 == 0) nRes = 10; nP12 = P1IN & BIT2; if (nP12 == 0) nRes = 11; nP13 = P1IN & BIT3; if (nP13 == 0) nRes = 12; //P1.6输出低电平 P1OUT &= ~(BIT4); nP10 = P1IN & BIT0; if (nP10 == 0) nRes = 5; nP11 = P1IN & BIT1; if (nP11 == 0) nRes = 6; nP12 = P1IN & BIT2; if (nP12 == 0) nRes = 7; nP13 = P1IN & BIT3; if (nP13 == 0) nRes = 8; //P1.7输出低电平 P1OUT &= ~(BIT4); nP10 = P1IN & BIT0; if (nP10 == 0) nRes = 1; nP11 = P1IN & BIT1; if (nP11 == 0) nRes = 2; nP12 = P1IN & BIT2; if (nP12 == 0) nRes = 3; nP13 = P1IN & BIT3; if (nP13 == 0) nRes = 4; P1OUT = 0x00;//恢复以前值。