完整word版msp430单片机实验报告.docx
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完整word版msp430单片机实验报告
实验报告
课程名称：
单片机原理及应用
实验题目：
实用多功能定时器
学生姓名：
谢照
学号：
2014110144
专业班级：
自动化
二零一六年五月七日
一、课程实验目的...................................................................................1
二、实验要求..............................................................................................1
三、课程实验硬件电路.............................................................................2
3.1、硬件电路结构....................................................................................2
3.2、电路原理............................................................................................2
3.2.1、显示电路.........................................................................................2
3.2.2、按键检测电路.................................................................................3
四、实验步骤..............................................................................................6
五、软件设计..............................................................................................6
5.1、倒计时主程序.....................................................................................6
5.2、中断程序设计......................................................................................7
六、调试与结论..........................................................................................7
七、附录........................................................................................................8
一、目的
（1）熟练运用CCS开发环境和Proteus仿真软件，巩固和加深单片机原理课程知识的理解和运用。
（2）综合本学期所学的按键检测以及液晶的动态显示原理，设计出以MSP430G2553为核心的以LCD1602为显示的倒计时系统。
（3）熟悉各元器件的性能和设置元件参数，进一步提高学生单片机应用系统的设计能力。
（4）培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。
二、实验要求
（1）设计一个倒计时器，定时范围99分60秒，用液晶作为显示器。
4个按键控制，分别是分钟加一、秒钟加一、清零和开始停止键。
按分钟加一键时，分钟显示值加1，最大99；按秒钟加一键时，秒钟显示值加1，最大60；按清零键时，分钟、秒钟显示值都清零；按开始键，则开始倒计时。
显示值为零时停止倒计时，且报警器报警，直到按停止键报警器停止报警。
按开始键后，分钟加一、秒钟加一、清零键不起作用。
按停止键可以暂停。
倒计时为零后，按停止键，显示值恢复设定值，按开始键又可以工作。
（2）总体要求如下：
1、方案论证，确定总体电路原理图。
2、画硬件仿真电路图。
3、绘制程序流程图，编写C语言源程序。
4、安装调试，实现倒计时器的基本功能。
三、硬件电路
3.1、电路结构图：
多功能定时器主要由三个最基本模块组成，一是以LCD1602液晶为基础的显示电路，二是以四个按键为核心的控制电路，三是以MSP430G2553为核心的信号发生电路。
3.2、电路原理：
3.2.1显示电路
（1）LCD显示器是通过给不同的液晶单元供电，控制其光线的通过与否，从而达到显示的目的。
因此，LCD的驱动控制归于对每个液晶单元通断电的控制，每个液晶单元都对应着一个电极，对其通电，便可使用光线通过（也有刚好相反的，即不通电时光线通过，通电时光线不通过）
（2）由于LCD已经带有驱动硬件电路，因此模块给出的是总线接口，便于与单片机的总线进行接口。
驱动模块具有八位数据总线，外加一些电源接口和控制信号。
而且还自带显示缓存，只需要将要显示的内容送到显示缓存中就可以实现内容的显示。
由于只有八条数据线，因此常常通过引脚信号来实现地址与数据线复用，以达到把相应数据送到相应显示缓存的目的。
LCD1602采用标准的14引脚（无背光）或16引脚（带背光）接口，各引脚接口说明如表：
（3）LCD1602共有11条控制指令如表：
3.2.2按键检测电路
按键检测电路
（1）单片机IO口独立按键检测原理：
由电路原理图可以看出，按键的一端与电源地相连，另一端与单片机的P1口相连，这也就意味着当按键按下的时候与按键相连单片机IO口将被拉低，换句话说，当单片机检测到与按键相连的IO口被拉低就证明此按键被按下，那门我们将此功能上一个层次来说呢，按键就是一个人机接口。
那么按键的操作并没有我们想象的“按下松开”那么简单，在实际应用中，手动操作需要消抖。
（2）按键的消抖：
通常的按键所用开关为机械弹性开关,当机械触点断开、闭合时,电压信号小型如下图。
由于机械触点的弹性作用,一个按键开关在闭合时不会马上稳定地接通,在断开时也不会一下子断开。
因而在闭合及断开的瞬间均伴随有一连串的抖动,如下图。
抖动时间的长短由按键的机械特性决定,一般为5ms～10ms。
这是一个很重要的时间参数,在很多场合都要用到。
按键稳定闭合时间的长短则是由操作人员的按键动作决定的,一般为零点几秒至数秒。
键抖动会引起一次按键被误读多次。
为确保CPU对键的一次闭合仅作一次处理,必须去除键抖动。
在键闭合稳定时读取键的状态,并且必须判别到键释放稳定后再作处理。
按键的抖动,可用硬件或软件两种方法。
（3）按键按下产生的波形图
（3）硬件与非消抖
图中两个“与非”门构成一个RS触发器。
当按键未按下时,输出为1;当键按下时,输出为0。
此时即使用按键的机械性能,使按键因弹性抖动而产生瞬时断开（抖动跳开B）,只要按键不返回原始状态A,双稳态电路的状态不改变,输出保持为0,不会产生抖动的波形。
也就是说,即使B点的电压波形是抖动的,但经双稳态电路之后,其输出为正规的矩形波。
这一点通过分析RS触发器的工作过程很容易得到验证。
（4）软件延时消抖
如果按键较多,常用软件方法去抖,即检测出键闭合后执行一个延时程序,产生5ms～20ms的延时,让前沿抖动消失后再一次检测键的状态,如果仍保持闭合状态电平,则确认为真正有键按下。
当检测到按键释放后,也要给5ms～20ms的延时,待后沿抖动消失后才能转入该键的处理程序。
本实验中采用软件延时消抖。
四、实验步骤：
1.用Proteus设计1602液晶显示接口电路；
2.在CCS中编写液晶显示控制语言Ｃ程序，编译通过后，与Proteus联合调试；
3.在Proteus中仿真模拟。
实验电路图：
五、软件设计
5.1倒时计器主程序
程序的的开始时先设定延时时间，检测按键是否按下，如果有按键按下，进入相应的按键处理函数。
每当进入定时中断一次变量秒钟自动减一，当秒钟等于0时即为计时一分，此时分钟减一，秒钟重新赋初值，并且之前设定的倒计时初值自动减一，同时进行相关的显示
5.2中断程序设计
本程序以中断加查询的方法来检测按键是否按下，中断大约每秒钟查询一次，当有按键按下时，程序进入中断服务函数，清零中断标志位，并进入按键查询函数，判断按键功能，然后执行相应的操作，达到设定时间和清零的效果。
六、调试与结论
调试的任务是利用开发工具进行在线仿真调试，发现和纠正程序错误，同时也能发现硬件故障。
程序的调试应一个模块一个模块地进行，首先单独调试各功能子程序，检验程序是否能够实现预期的功能，接口电路的控制是否正常等.最后逐步将各子程序连接起来进行联调。
本系统的程序的编写就是在CCS软件中用C语言完成的。
在程序中用到了一个中断，为了使倒计时的时间准确，必须计算延时时间，当程序完成之后，生成HEX文件。
再利用Proteus软件进行仿真。
经过仿真和测试，程序在运行时完全没有闪烁。
在程序中，每一秒钟检测中断一次，变量秒自减。
电路中的四个个按键可以分别用来设定倒计时的计数范围，经过测试与分析，此系统稳定可用，满足设计要求。
附录:
程序
#include
#include"string.h"
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
voidP24_Onclick（）;
voidP25_Onclick（）;
voidP26_Onclick（）;
voidP27_Onclick（）;
voiddisplay（）;
voidwrite_dat（uchardat）;
voidwrite_com（ucharcom）;//写命令函数
#defineCPU_F（（double）1100000）
#definedelay_us（x）__delay_cycles（（long）（CPU_F*（double）x/1000000.0））
#definedelayms（x）__delay_cycles（（long）（CPU_F*（double）x/1000.0））
constuchartable1[]="TIME:
";
constuchartable2[]="00:
00";
constuchartable3[]="0123456789";
#defineSET_RSP2OUT|=BIT0
#defineRST_RSP2OUT&=~BIT0
#defineSET_RWP2OUT|=BIT1
#defineRST_RWP2OUT&=~BIT1
#defineSET_EP2OUT|=BIT2
#defineRST_EP2OUT&=~BIT2
ucharconstled_tab[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,
0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};
ucharkey,flag=0;
unsignedchardisp_buf[4];
intfen=0,miao=0;
voidwrite_com（ucharcom）//写命令函数
{
RST_RS;
RST_RW;
P1OUT=com;
SET_E;
delay_us
（1）;
RST_E;
}
voidwrite_dat（uchardat）
{
SET_RS;
RST_RW;
P1OUT=dat;
SET_E;
delay_us
（1）;
RST_E;
}
voidsystem_Initial（void）
{
P1DIR=0xFF;
P1SEL=0x00;
P1OUT=0x00;
P2IE|=（BIT4+BIT5+BIT6+BIT7）;
P2IES|=（BIT4+BIT5+BIT6+BIT7）;
P2IFG&=~（BIT4+BIT5+BIT6+BIT7）;
//液晶初始化
P2DIR=BIT0+BIT1+BIT2;
RST_E;
write_com（0x38）;//设置16*2显示，5*7点阵，8位数据接口
delay_us（5）;
write_com（0x01）;//显示清屏
delay_us（5）;
write_com（0x0C）;//显示开关，光标设置
delay_us（5）;
write_com（0x06）;//显示开关，光标设置
delay_us（5）;
_EINT（）;
}
voidP2_IODect（）
{
unsignedintPush_Key=0;
Push_Key=P2IFG&（~P2DIR）;
__delay_cycles（10000）;
if（（P2IN&Push_Key）==0）
{
switch（Push_Key）{
//caseBIT0:
P10_Onclick（）;break;
//caseBIT1:
P11_Onclick（）;break;
//caseBIT2:
P12_Onclick（）;break;
//caseBIT3:
P13_Onclick（）;break;
caseBIT4:
P24_Onclick（）;break;
caseBIT5:
P25_Onclick（）;break;
caseBIT6:
P26_Onclick（）;break;
caseBIT7:
P27_Onclick（）;break;
default:
break;
}
}
}
voidP24_Onclick（）
{
if（flag==1）flag=0;
elseflag=1;
}
voidP25_Onclick（）
{
fen=0;
miao=0;
display（）;
}
voidP26_Onclick（）
{
fen++;
display（）;
}
voidP27_Onclick（）
{
miao++;
display（）;
}
voiddisplay（）
{
unsignedchari;
disp_buf[3]=fen/10;
disp_buf[2]=fen%10;
disp_buf[1]=miao/10;
disp_buf[0]=miao%10;
write_com（0x80）;//数据指针设置，第一行显示
delay_us（5）;
for（i=0;iwrite_dat（table1[i]）;
write_com（0x80+0x40）;//数据指针设置，第二行显示
delay_us（5）;
write_dat（table3[disp_buf[3]]）;
write_com（0x80+0x41）;//数据指针设置，第二行显示
delay_us（5）;
write_dat（table3[disp_buf[2]]）;
write_com（0x80+0x42）;//数据指针设置，第二行显示
delay_us（5）;
write_dat（table2[2]）;
write_com（0x80+0x43）;//数据指针设置，第二行显示
delay_us（5）;
write_dat（table3[disp_buf[1]]）;
write_com（0x80+0x44）;//数据指针设置，第二行显示
delay_us（5）;
write_dat（table3[disp_buf[0]]）;
}
#pragmavector=PORT2_VECTOR
__interruptvoidPort_2（void）
{
P2_IODect（）;
P2IFG=0;
}
voidmain（void）
{
P4DIR=0xFF;
P4OUT&=~BIT0;
WDTCTL=WDTPW+WDTHOLD;
system_Initial（）;
flag=0;
while
（1）
{
if（flag==1）
{
if（fen==0）
{
if（miao>0）miao--;
else
{
do
{
P4OUT^=BIT0;
delayms
（1）;
}
while（flag==1）;
}
}
else
{
if（miao>0）miao--;
else{miao=59;fen--;}
}
display（）;
}
else
{
display（）;
P4OUT&=~BIT0;
}
delayms（1000）;
}
}
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