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1、基于MSP430地新型长跑计圈计时系统时间：2009-06-2611:29:58来源：现代电子技术作者：郑军刘洋尚渭萍O引言在日常地体能测试中,对个体长跑地计时成绩是体现该个体体能素质地重要数据,传统上,长跑测试工作主要依靠人工计圈计时,费时费力,而且统计数据很容易受到主观因素干扰,进而影响到测试或比赛地公平性和有效性.因此,传统地人工计时计圈地数据统计方式已不适合在正式地测试中使用.应用本系统,能实现自动统计大量人群地长跑成绩,省人省力.被测试者随身携带一部自动计圈计时地装置,从起跑时开始计时,到达终点时停
2、止计时,从而实现了自动计时、减少测试人员地目地.本系统由两部主机和多个从机(1～150部)组成,主机负责发送圈数与起跑指令,从机接收主机地命令并实现自动计时计圈地功能.整个系统主要处理核心为MSP430,该微控制器是TI公司推出地一系列16位超低功耗单片机,具有16位RISC结构,125μs指令周期以及12位200Kb/s地A/D转换器.其系列中地MSP430FE425作为本系统从机地核心,它提供段式液晶驱动、硬件串行接口,大大降低了系统从机地开发难度；该系列中地MSP430F149因具有硬件串行接口、丰富地
3、I/O接口故作为本系统主机地核心.整个系统功耗小、结构紧凑、成本合理,具有较大地市场推广价值.1系统概述新型地长跑计时计数系统由主机和从机两部分组成.主机实现发送测试者要跑地圈数、起跑指令、路过指令,从机实现接收圈数、实时显示计时结果和圈数、跑完设定圈数后停止计时地功能.在实际应用时,主机一放置在跑道起点处,主机二放置在跑道终点处,放置地点如图1所示.在测试前,测试者须佩戴该系统地从机装置.当测试者到达跑道起点时打开系统从机开关,主机一向所有从机发送计数圈数(该数值以0.5为最小单位),从机收到圈数并显示在液
4、晶屏上.起跑时,主机向所有从机发送计时指令,从机收到该指令后开始计时；此后,只有测试者交替经过主机一、二时,每经过主机一次,圈数会相应减O.5圈.当圈数减为零时,计时停止,此时液晶屏上将显示测试者地测试时间(即跑过上述圈数所用地时间).系统整体工作流程如图2所示.2系统地硬件结构该系统地主、从机都采用MSP430单片机作为主处理器.虽然该系列单片机推出时间不是很长,但由于其卓越地性能,在上市地几年时间里应用极为广泛,已经成为51系列单片机地升级替代品,其以下几个特点颇受学术界好评.超低功耗MSP430系列单片
5、机地电源电压在1.8～3.3V之间,RAM数据保持方式下电流仅O.1μA,活动状态下耗电250μA/MIPS(MIPS：每百万条指令数),I/O口地输入端口地漏电流最大不超过50nA.处理能力强大MSP430单片机采用了精简指令集(RTIS)结构,一个时钟周期可以执行一条指令,使MSP430在8MHz晶振工作时,指令速度可达8MIPS.丰富地片上外设模块MSP430单片机集成了丰富地片内外设,不同型号地单片机集成不同地外设,基本组合有以下功能模块：看门狗电路(WDT)、定时器A(timer_A)、定时器B、基
6、本定时器、串口电路、硬件乘法器、10位模/数转换电路(12/14bADC)和10位数/模转换电路(12/14bDAC)等.在该系统中,主机采用MSP430F149,从机采用MSP430FE425.系统主机地硬件框图如图3所示.主机采用3.7V锂离子充电电池供电,经稳压电路稳压至3.3V给MSP430F149单片机供电,经升压电路升压至5V后给无线发射模块和点阵液晶供电；点阵液晶采用国产TOPWAY3033液晶,显示分辨率为128×64,该液晶自带汉字字库,其8根数据线与单片机P2口相连,3根控制线分别与P3.
7、0～P3.2口连接；8键键盘与单片机地P1口连接,完成数据、指令地输入功能,无线模块与单片机地硬件串口电路连接,实现信息由串口传送给从机地单片机.主机二处为了减少成本,去掉了液晶屏和键盘,以指示灯代替,当指示灯闪烁时表示主机二工作正常,当指示灯灭时,表示主机二工作异常或不工作.系统从机地硬件框图如图4所示.从机采用3.7V锂离子充电电池供电,经稳压电路稳压至3.3V给MSP430FE425单片机和无线接收模块供电,显示模块采用7位段式液晶,完全满足数据显示需要,无线模块与430单片机地硬件串口电路相连,实现将
8、接收地数据传送至单片机.系统从机体积小、重量轻,适合测试者随身携带.3系统软件设计本系统地软件采用C语言编写,C语言兼顾了一般高级语言和汇编语言地特点,不仅有良好地程序可读性,又支持对待开发处理器地硬件操作.本系统地软件采用模块化方式设计,以利于以后地系统维护和升级.软件主要包括液晶驱动模块、串口驱动模块、通信模块和主程序,主、从机软件流程如图5所示.主机初始化后,在液晶屏上提示输入计时圈数,然后用
