基于msp430单片机流量显示表硬件cpu设计

《基于msp430单片机流量显示表硬件cpu设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、基于MSP430单片机流量显示表硬件CPU设计　　摘要：随着计算机的发展，工业自动化水平的提高，在工程中流量显示表已得到了广泛的使用。显示仪表精确度的高低，直接影响着企业的经济效益。在我国现有经济水平下，使用单片机开发的流量显示表，在工程中是非常适用的。该表是用MSP430F135为主芯片，并辅以其他的外围模块构成的具有串行通讯功能，满足流量检测显示的嵌入式最小系统。关键词：流量显示；单片机；MSP430系列中图分类号：TP368文献标识码：A文章编号：1006-4311（2014）05-0058-031流量显示表的系

2、统概述8流量显示表是由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统和用户应用程序组成的，用于实现对流量的检测、显示等功能。目前在工程上得到广泛应用，尤其在油田、水利等领域。流量显示表主要包括硬件和软件设计两部分，硬件完成的功能主要是把传感器送入的信号经过一系列的变换在显示端口显示数据；软件完成的功能是控制各个模块的功能实现，整个系统具有外围结构简单的特点。传感器模块与单片机的通道A/D进行连接，这样可以简化模拟采集设计，从而减小设计的复杂性，以此来增加系统的可靠性。而键盘输入模块是实现人机对话的主要功能。电源及复位模块

3、的主要功能是提供可靠的电源，系统也需要有复位功能，这样系统能够提供复位信号。我们设计的主要目标就是将振动器和系统时钟发生器主要以廉价和低功率的设计为主。而且当廉价系统和外接器件缩减到一个普通的晶振的时候，就需要达到低频晶体和含有倍频器的振荡器来满足时钟系统速度与低功效这两个要求。2嵌入式仪表系统硬件设计2.1硬件设计概述8流量显示表的硬件设计主要包括CPU的设计及外围模块的设计，由于CPU芯片内资源丰富，所以需要的外围模块很少，只有键盘模块，输入模块，通讯模块，显示模块等外围模块。流量显示表的功能主要是将流量传感器送入

4、的数据，通过主CPU经过数据处理后送到显示的过程。由于MSP430片内集成了A/D转换通道，这样可以直接将单片机的A/D输入通道与传感器的模拟信号相连接。硬件设计中要考虑到各种所选芯片的兼容性，也要涉及到一些外设电路，例如复位电路，滤波电路，电源电路等。在单片机系统里需要复位电路，因此本设计可以用R-C复位电路，R-C复位电路的主要特点就是经济性较高。整个系统采用3.3V供电，由于流量显示表多应用在工程上，电源为集中供电形式，因此本设计可以不考虑电源电路的设计。2.2硬件CPU设计2.2.1MSP430F135的结构框

5、图2.2.2MSP430F135的存储器模式及范围MSP430的ROM和RAM都在同一地址空间，虽然不同型号的单片机具有不同容量的存储器，但是它们都分配在0000H——FFFFH范围内，存储器是按线性方式组织的。如图2所示的存储空间基本结构。从200H—C00H地址范围是RAM存储器。MSP430的数据存储器（RAM）位于存储器地址空间的0200H以上，这些存储器一般用做数据的保存与堆栈、同时也是数据运算的场所。在特殊场合还可以用做程序存储器。可以字操作，也可以字节操作，通过指令后缀加以区别。但用做程序存储器时只能字操

6、作。MSP430F135的RAM为512字节（03FFH—0200H）。2.2.3中断方式及中断向量MSP430有3类中断：系统复位、可屏蔽中断、非屏蔽中断。引起系统复位的中断源有：加电源电压、RST/NMI引脚加低电平、看门狗定时器溢出、看门狗定时器密匙不符。非屏蔽中断由以下情况产生：RST/NMI引脚有上升沿信号、振荡器故障。8可屏蔽中断源如下：看门狗定时器溢出、其他有中断能力的外围模块。端口P1和P2的全部8位都可以作为外部事件的中断插入。每一个I/O位都可独立编程。可以对端口任意组合成输入、输出和中断，因此能灵

7、活地适应不同的I/O结构要求。在设计中用到的中断源有：上电、复位、看门狗，定时器A和B，USART0的接收和发送中断，ADC模块的中断以及P1口的中断。2.2.4时钟模块MSP430系列单片机不可缺少的模块就是时钟模块，而时钟模块又可以使单片机实现的低功耗应用不同，因此不同的器件所具有的时钟模块也不相同，而MSP430F135的时钟模块主要是由高速晶体、低速晶体和数字控制振荡器（DCO）等器件构成。而高速晶体、低速晶体和数字控制振荡器（DCO）等器件通过MSP430F135时钟模块产生的3个时钟模块也不同，提供的模块使

8、用也就不同，而产生的时钟为：辅助时钟（ACLK）、主系统时钟（MCLK）和子系统时钟（SMCLK）。系统的实时性要求比较高时可采用ACLK时钟。总的来说，应该根据不同的应用来选择适当的时钟。基础时钟模块有2个或3个时钟源：LFXTlCLK低频/高频时钟源、XT2CLK高频时钟源和DCOCLK时钟源。8基础时钟模块可以提供3种时钟信