Msp430简易计算器设计
设计任务：
1.实现计算器基本“+,-,*,/”运算功能。
2.八个数码管，第一位显示符号位，第二位空置，剩余六位显示数
字，结果溢出显示“EER”；
3.有自己独立的运算特色
设计目的：
学习使用单片机内部的I/O功能，熟悉I/O与键盘矩阵和数码管的连接，熟练掌握单片机I/O的编程。
设计方案：
使用数组储存和调用内部数据，利用子函数实现各种运算功能，另外添加阶乘factorial（）函数。
程序代码：
#include
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
unsigned char leddata[24] = {0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,
0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e,0x8f,0xbf,0x89,0xb9 ,0xff,0x86,0xaf,0xcf};
unsigned char time[8] = {20,20,0,0,0,0,0,0};//初始数码管unsigned char getkey(void);
unsigned int qiushu();
long factorial(long a);
void qingping(void);
void fenjie();
void delay(unsigned int asdf)
{
for(uint asd=0;asd } ; /*************************主函数************************/ void main(void) { uchar flag=0,i=9; WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; //关闭看门狗 P5DIR|=BIT7; P5OUT&=~BIT7; P4DIR=0xff; P2DIR=0xff; P1DIR=0x0F; P1OUT=0xff; while(1) { long p,q,r; time[1]=20; i=getkey(); if(i<10) { time[2]=time[3]; time[3]=time[4]; time[4]=time[5]; time[5]=time[6]; time[6]=time[7]; time[7]=i; } else { switch(i) { case 12:time[0]=16; p=qiushu(); qingping(); flag=12; break; case 13:time[0]=17; p=qiushu(); qingping(); flag=13; break; case 14:time[0]=18; p=qiushu(); qingping(); flag=14; break; case 15:time[0]=19; p=qiushu(); qingping(); flag=15; break; case 10:time[0]=23; p=qiushu(); qingping(); flag=10; break; case 11:{q=qiushu(); //做相应的计算求值 qingping(); switch(flag) {case 12:r=p+q;break; case 13:r=p-q;break; case 14:r=p*q;break; case 15:r=p/q;break; case 10:r=factorial(p);break; } if((r>999999)||(r<0)) { qingping(); time[5]=21; time[6]=21; time[7]=22; } else fenjie(r);} break; }} for(uchar j=0;j<=7;j++) //显示 { P4OUT=0x80>>j; P2OUT=leddata[time[j]]; delay(200); } } }//end of main unsigned int qiushu() //转化成相应的十进制整数{unsigned int y; y=time[2]*100000+time[3]*10000+time[4]*1000+time[5]*100+tim e[6]*10+time[7]; return y; } void qingping(void) //清除屏幕 {unsigned int a; for(a=7;a>1;a--) time[a]=0; } void fenjie(long r) //提取十进制整数各位数值，并显示{ time[7]=r%10; time[6]=r/10%10; time[5]=r/100%10; time[4]=r/1000%10; time[3]=r/10000%10; time[2]=r/100000%10; } long factorial(long a) { long x,i; x=a; for(i=1;i { x=x*(a-i); } return(x); } uchar getkey(void) //获取键值 { uchar z,x=16; P1OUT=0x00; if((!(P1IN&BIT6))||(!(P1IN&BIT7))||(!(P1IN&BIT5))||(!(P1IN& BIT4))) { delay(10000); if((!(P1IN&BIT6))||(!(P1IN&BIT7))||(!(P1IN&BIT5))||(!(P1IN& BIT4))) { for(z=0;z<=1;z++) { P1OUT=~BIT0; if(!(P1IN&BIT7)) {x=3;break;} P1OUT=~BIT0; if(!(P1IN&BIT6)) {x=7;break;} P1OUT=~BIT0; if(!(P1IN&BIT5)) {x=11;break;} P1OUT=~BIT0; if(!(P1IN&BIT4)) {x=15;break;} //line 1 P1OUT=~BIT1; if(!(P1IN&BIT7)) {x=2;break;} P1OUT=~BIT1; if(!(P1IN&BIT6)) {x=6;break;} P1OUT=~BIT1; if(!(P1IN&BIT5)) {x=10;break;} if(!(P1IN&BIT4)) {x=14;break;} //line3 P1OUT=~BIT3; if(!(P1IN&BIT6)) {x=4; break;} P1OUT=~BIT3; if(!(P1IN&BIT7)) {x=0; break;} P1OUT=~BIT3; if(!(P1IN&BIT5)) {x=8; break;} P1OUT=~BIT3; if(!(P1IN&BIT4)) {x=12; break;} //line 2 P1OUT=~BIT2; if(!(P1IN&BIT6)) {x=5; break;} P1OUT=~BIT2; if(!(P1IN&BIT7)) {x=1; break;} P1OUT=~BIT2; if(!(P1IN&BIT5)) {x=9; break;} P1OUT=~BIT2; if(!(P1IN&BIT4)) {x=13; break;}} while((!(P1IN&BIT6))||(!(P1IN&BIT7))||(!(P1IN&BIT5))||(!(P1 IN&BIT4))) for(uchar j=0;j<=7;j++) { P4OUT=0x80>>j; P2OUT=leddata[time[j]]; delay(500); } delay(20000); while((!(P1IN&BIT6))||(!(P1IN&BIT7))||(!(P1IN&BIT5))||(!(P1 IN&BIT4))) for(uchar j=0;j<=7;j++) { P4OUT=0x80>>j; P2OUT=leddata[time[j]]; delay(500); } delay(20000); } } return (x); } MSP430程序库<十一>定时器TA 的PWM 输出 定时器是单片机常用的其本设备，用来产生精确计时或是其他功能；msp430的定时器不仅可以完成精确定时，还能产生PWM 波形输出，和捕获时刻值(上升沿或是下降沿到来的时候)。这里完成一个比较通用的PWM 波形产生程序。 ? 硬件介绍硬件介绍：： MSP430系列单片机的TimerA 结构复杂，功能强大，适合应用于工业控制，如数字化电机控制，电表和手持式仪表的理想配置。它给开发人员提供了较多灵活的选择余地。当PWM 不需要修改占空比和时间时，TimerA 能自动输出PWM ，而不需利用中断维持PWM 输出。 MSP430F16x 和MSP430F14x 单片机内部均含有两个定时器，TA 和TB ；TA 有三个模块，CCR0-CCR2；TB 含有CCR0-CCR67个模块；其中CCR0模块不能完整的输出PWM 波形(只有三种输出模式可用);TA 可以输出完整的2路PWM 波形；TB 可以输出6路完整的P WM 波形。 定时器的PWM 输出有有8种模式： 输出模式0 输出模式：输出信号OUTx 由每个捕获/比较模块的控制寄存器CCTLx 中的OUTx 位定义，并在写入该寄存器后立即更新。最终位OUTx 直通。 输出模式1 置位模式：输出信号在TAR 等于CCRx 时置位，并保持置位到定时器复位或选择另一种输出模式为止。 输出模式2 PWM 翻转/复位模式：输出在TAR 的值等于CCRx 时翻转，当TAR 的值等于CCR0时复位。 输出模式3 PWM 置位/复位模式：输出在TAR 的值等于CCRx 时置位，当TAR 的值等于CCR0时复位。 输出模式4 翻转模式：输出电平在TAR 的值等于CCRx 时翻转，输出周期是定时器周期的2倍。 输出模式5复位模式：输出在TAR 的值等于CCRx 时复位，并保持低电平直到选择另一种输出模式。 输出模式6PWM 翻转/置位模式：输出电平在TAR 的值等于CCRx 时翻转，当TAR 值等于CCR0时置位。 输出模式7PWM 复位/置位模式：输出电平在TAR 的值等于CCRx 时复位，当TAR 的值等于CCR0时置位。 下图是增计数模式下的输出波形(本程序使用的是增模式3和7)： 计数模式计数模式：： 增计数模式 捕获/比较寄存器CCR0用作Timer_A 增计数模式的周期寄存器，因为CCR0为16位寄存器，所以该模式适用于定时周期小于65 536的连续计数情况。计数器TAR 可以增计数到CCR0的值，当计数值与CCR0的值相等(或定时器值大于CCR0的值)时，定时器复位并从0开始重新计数。 连续计数模式 在需要65 536个时钟周期的定时应用场合常用连续计数模式。定时器从当前值计数到0FFFFH 后，又从0开始重新计数 增/减计数模式 需要对称波形的情况经常可以使用增/减计数模式，该模式下，定时器先增计数到CCR0的值，然后反向减计数到0。计数周期仍由CCR0定义，它是CCR0计数器数值的2倍。 目录 第一章引言 (3) 1.1 简述简易计算器 (3) 1.2 本设计主要任务 (3) 1.3 系统主要功能 (4) 第二章系统主要硬件电路设计 (4) 2.1 系统的硬件构成及功能 (4) 2.2 键盘电路设计 (5) 2.3 显示电路设计 (6) 第三章系统软件设计 (7) 3.1 计算器的软件规划 (7) 3.2 键盘扫描的程序设计 (7) 3.3 显示模块的程序设计 (8) 3.4 主程序的设计 (9) 3.5 软件的可靠性设计 (9) 第四章调试 (9) 第五章结束语 (10) 参考文献 (11) 附录源程序 (11) 第一章引言 1.1 简述简易计算器 近几年单片机技术的发展很快，其中电子产品的更新速度迅猛。计算器是日常生活中比较的常见的电子产品之一。如何才能使计算器技术更加的成熟，充分利用已有的软件和硬件条件，设计出更出色的计算器呢? 本设计是以AT89S52单片机为核心的计算器模拟系统设计，输入采用4×6矩阵键盘，可以进行加、减、乘、除9位带符号数字运算，并在LCD1602上显示操作过程。 科技的进步告别了以前复杂的模拟电路，一块几厘米平方的单片机可以省去很多繁琐的电路。现在应用较广泛的是科学计算器，与我们日常所用的简单计算器有较大差别，除了能进行加减乘除，科学计算器还可以进行正数的四则运算和乘方、开方运算，具有指数、对数、三角函数、反三角函数及存储等计算功能。计算器的未来是小型化和轻便化,现在市面上出现的使用太阳能电池的计算器, 使用ASIC设计的计算器,如使用纯软件实现的计算器等，未来的智能化计算器将是我们的发展方向，更希望成为应用广泛的计算工具。 1.2 本设计主要任务 以下是初步设定的矩阵键盘简易计算器的功能： 1.扩展4*6键盘，其中10个数字，5个功能键，1个清零 2.强化对于电路的焊接 3.使用五位数码管接口电路 4. 完成十进制的四则运算（加、减、乘、除）； 5. 实现结果低于五位的连续运算； 6. 使用keil 软件编写程序，使用汇编语言； 7. 最后用ptoteus模拟仿真; 8.学会对电路的调试 MSP430单片机外围晶振设计选型及参考方案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MSP430单片机。它的功耗小、具有精简指令集（RISC）的混合信号处理器（Mixed Signal Processor）。称之为混合信号处理器，是由于其针对实际应用需求，将多个不同功能的模拟电路、数字电路模块和微处理器集成在一个芯片上，以提供“单片机”解决方案。 该系列单片机多应用于需要电池供电的便携式仪器仪表中。本文主要讲解MSP430系列芯片外围晶振设计选型及注意事项等。 ---MSP430F149 MSP430系列芯片一般外搭两颗晶振：一颗主频晶振，通常在4~16Mhz中选择；另外一颗时钟晶振，即32.768Khz晶振，早期选用直插封装的，现在大部分采用贴片封装的产品，其一便于贴装，其二追求产品的稳定性和品质的可靠性等。 ---应用电路 ---MSP430开发板 一、主频晶振的选择 通常MSP430芯片的主频晶振一般选择4Mhz的整数倍，即 4Mhz、8Mhz、16Mhz、32Mhz等。早期电路设计的时候一般选择成本较低的49S封装产品，现阶段越来越倾向于稳定性更好、体积更小、便于贴装的贴片3225封装产品，上海唐辉电子代理的日本KDS大真空公司推出的DSX321G和DSX320G\DSX320GE产品。 1、工业级、消费类产品用DSX321G8Mhz，如下图： 该型号产品封装为3.2mm*2.5mm，体积不到传统直插型49S封装的1/5，精度可达到20PPM，工作温度达到-40—+85°C的工业级，完全能够满足客户的要求。 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(); 上次Cloud和大家一起学习完了MSP430的时钟配置，这一篇，我们来学习MSP430 单片机的TimerA（定时/计数器A）。MSP430单片机的TimerA具有非常强大的功能，相关的寄存器配置也相当复杂，Cloud花了好久才逐步理清学习思路，尤其是学习数据手册的相关描述。在这里Cloud提醒大家，虽然现在网上有中文汉化版的数据手册，但Cloud阅读英文原版后对比发现还是英文原版对器件特性描述得更加清楚，而中文汉化版的省略掉了一些内容。好吧，扯远了。下面进入正题： 一、MSP430的Timer结构 首先让我们通过官方描述来初步了解一下MSP430单片机的Timer资源： 定时器A是一个16位的定时/计数器。定时器A支持多重捕获/比较，PWM输出和内部定时。定时器还有扩展中断功能，中断可以由定时器溢出产生或由捕获/比较寄存器产生。 定时器A的特性包括： ·四种运行模式的异步16位定时/计数器 ·可选择配置的时钟源 ·可配置的PWM输出 ·异步输入和输出锁存 ·对所有TA中断快速响应的中断向量寄存器 MSP430G2553单片机共有两个TimerA，分别是Timer0A和Timer1A。 OK，零零总总说了这么多，大家一定带有很多的疑惑，比如什么叫“捕获/比较”等，这里Cloud先不作解释，会用才是王道。我们呢先找来定时器A的结构图给大家初步了解一下定时器A的结构： 我们先从上面部分开始解释。中间红色的是一个16位的TimerA，TAR，这其实就是MSP430单片机内部的一个定时计数器了，类似于51中的TH0和TL0的合体。既然可以拿来计时，那么肯定可以有时钟信号输入，让我们最左边黄色的框，是一个选择器，由上面的TASSEL来选择TACLK、ACLK、SMCLK、INCLK的其中一种时钟。上次我们已经学习过ACLK和SMCLK，也知道如何配置这两个时钟了（这也是为什么先学习时钟的原因），另外两个是外部时钟源，其中TACLK可以由P1.0输入。跟在时钟源后面的是一个分频器，由ID来控制，将时钟源的时钟信号1、2、4、8分频后作为定时/计数器的时钟源。TAR右边的蓝色框代表TimerA在计数模式下由MC来控制TAR的四种计数方式。同时我们还注意到TAR的左下方有一个TACLAR连接至TAR的Clear端，显然是清零作用的，数据手册还告诉我们置位TACLAR，不但会清零TAR的计数值还会清除时钟分频信息。TACLAR 一旦置1，会自动归零，所以可以当做是TimerA的复位按钮。 DBUF EQU 30H TEMP EQU 40H YJ EQU 50H ;结果存放 YJ1 EQU 51H ;中间结果存放GONG EQU 52H ;功能键存放 ORG 00H START: MOV R3,#0 ;初始化显示为空MOV GONG,#0 MOV 30H,#10H MOV 31H,#10H MOV 32H,#10H MOV 33H,#10H MOV 34H,#10H MLOOP: CALL DISP ;PAN调显示子程序WAIT: CALL TESTKEY ; 判断有无按键JZ WAIT CALL GETKEY ;读键 INC R3 ;按键个数 CJNE A,#0,NEXT1 ; 判断就是否数字键 LJMP E1 ; 转数字键处理NEXT1: CJNE A,#1,NEXT2 LJMP E1 NEXT2: CJNE A,#2,NEXT3 LJMP E1 NEXT3: CJNE A,#3,NEXT4 LJMP E1 NEXT4: CJNE A,#4,NEXT5 LJMP E1 NEXT5: CJNE A,#5,NEXT6 LJMP E1 NEXT6: CJNE A,#6,NEXT7 LJMP E1 NEXT7: CJNE A,#7,NEXT8 LJMP E1 NEXT8: CJNE A,#8,NEXT9 LJMP E1 NEXT9: CJNE A,#9,NEXT10 LJMP E1 NEXT10: CJNE A,#10,NEXT11 ;判断就是否功能键LJMP E2 ;转功能键处理NEXT11: CJNE A,#11,NEXT12 LJMP E2 NEXT12: CJNE A,#12, NEXT13 LJMP E2 中国地质大学（北京）本科课程报告《电子电路设计与实践》 学生姓名衡星 院（系）地球物理与信息技术学院 专业测控技术与仪器 学号1010152213 2018 年3 月19 日 中国地质大学（北京） 第一章程序框图 说明： (1)“文字说明”的具体内容为：“当前A0~A7循环采集，串口发送a/b/c/d实现PWM 转换。按键P2.1通道转换，按键P1.1实现A0~A7通道循环采集。” (2)占空比不同的PWM波由P3.6通道输出。 (3)按键P2.1按x下后，“Ax通道循环采集并显示”，其中x取值1~8。当x>8时，x=x%8。 (4)所有显示均在串口助手窗口显示，串口波特率设置为115200。 课堂程序编写过程： 3月6日（周二）：王猛老师在课堂上讲解大作业要求。 3月8日（周四）：分发MSP430F5529单片机，并学习GPIO相关程序编写。 3月10日（周六）：学习定时计数器、时钟功能，并完成“呼吸灯”和“时钟分频”等课堂函数编写。 3月15日（周四）：学习中断、串口和ADC采集功能，完成“中断服务”等课堂函数编写。 3月17日（周六）：完成“串口显示”和“测温环节”等课堂函数编写。 大作业程序编写过程： 3月17日（周六）15:00~16:00：仔细阅读《MSP单片机-验收标准》和相关PPT，确定整个程序的功能框图。 3月17日（周六）16:00~18:00：通过串口中断函数完成PWM波形输出与串口指令的连接功能，并通过串口调试助手验证了程序的准确性。 3月18日（周日）9:00~11:00：通过按键中断函数完成ADC八路循环采集和单路选择采集的切换功能，并通过串口中断函数将采集的数据输出，在串口调试助手页面进行了验证。 3月18日（周日）14:00~15:00：通过按键中断添加LED1与LED2的闪烁功能，为整个实验程序增添创意。 3月18日（周日）15:30~16:00：与钮学长就《MSP单片机验收标准》交换了意见。 3月18日（周日）19:00~21:00：完成《电子电路设计与实践》课程报告程序框图。 3月19日（周一）19:00~21:00：检查大作业程序，完成《电子电路设计与实践》课程报告。 LaunchPad-MSP430入门系列4-定时器模块 (定时、计数、捕获) Version 1.2 文先，介绍几个英文缩写的意思以及一些注意的地方。 1.Timer0/1 定时器0/1，在User's Guide中用的是TimerA/B，所指的也是Timer0/1 。 G2553Datasheet中用的是Timer0/1 ，本文以G2553Datasheet为准。全文以Timer0 为例，Timer1类同。 2.TAxR（x = 0/1）定时器x对应的计数器，这是一个只读寄存器。硬件自动驱动计数。 3.EQUy（y = 0/1/2）计数事件发生寄存器，当TAxR = TAxCCRy时EQUy置1。 4. 定时器简介 MSPG2553共有两个定时器，Timer0、Timer1，他们都是十六位的定时、计数器，内含三个捕获、比较寄存器。两个定时器均支持多个捕获、PWM输出、间歇性计时，定时器包含多个中断源，可以是计数溢出中断、捕获中断等等。 定时器包含： ●同步十六位定时、计数器运行模式。 ●时钟源可从MCLK、SMCLK、ACLK任意选择。 ●三个比较、捕获寄存器。 ●中断向量寄存器能快速解码的所有定时器中断 本文以Timer0为例详细介绍430的定时器模块，下图是Timer0组成框图 0-1定时器0组成框图 下面简要介绍一下该硬件框图的意思，从左上角看，首先是一个时钟源选择寄存器TASSELx，通过该寄存器选择定时器的时钟源，选择了时钟源后有一个分频器Divider，相应的设置寄存器是IDx，再过来就到一个定时器的核心部分，一个16位的定时器TAR。其右侧有一个定时器的计数模块，MCx寄存器用来设置计数模式。 接下来，TAR正下方有三个横线，右侧标有CCR0、CCR1、CCR2，意思是CCR1、CCR0的框图和下方CCR2的框图是一样的。此处省略不写。在CCR中，左上角为一个捕获源选择寄存器。可以从CCI2A、CCI2B、GND或者VCC选择捕获源，选择捕获源后有一个选择捕获模式寄存器Capture Mode，然后过来有一个捕获溢出状态寄存器COV,SCS同步/异步捕获模式选择位，然后连接到捕获比较寄存器。下方为模式选择寄存器，具体设置可以查看相应的寄存器设置。 这里仅是大概介绍一下Timer0的寄存器，具体的设置使用还看参考相应的寄存器并结合例程慢慢学习理解。 定时器运行方式 下面简要重点介绍定时器计数模块的四种模式以及7种输出模式。 Timer0有一个在不断计数的只读寄存器TA0R。计数器的计数模式共有四种， 第四讲定时器A的使用 MSP430F413芯片中含有TimerA3模块，如图1-2所示。其常用的外引线有三条：TACLK、TA1和TA2。 TACLK：定时器_A输入时钟（48脚），与P1.6和ACLK输出共用同一引脚。 TA1：定时器_A的第一通道输入、输出引脚（51脚）。捕获方式：CCI1A输入；比较方式：OUT1输出。 TA2：定时器_A的第二通道输入、输出引脚（45脚）。捕获方式：CCI2A输入；比较方式：OUT2输出。 1．定时器A功能及结构 定时器A基本结构是一个十六位计数器，由时钟信号驱动工作，结构框图如图4-1所示。 图4-1 定时器A结构图 定时器A具有多种功能，其特性如下： （1）输入时钟可以有三种选择，可以是慢时钟（ACLK）、快时钟（SMCLK与单片机主时钟同频）和外部时钟。 （2）能产生的定时中断、定时脉冲和PWM（脉宽调制）信号，没有软件带来的误差。 （3）不仅能捕获外部事件发生的时间，还可选择触发脉冲沿（由上升沿或下降沿触发）。 定时器A功能模块主要包括： （1）计数器部分：输入的时钟源具有4种选择，所选定的时钟源又可以1、2、4或8分频作为计数频率，Timer_A可以通过选择4种工作模式灵活的完成定时/计数功能。 （2）捕获/比较器：用于捕获事件发生的时间或产生时间间隔，捕获比较功能的引入主要是为了提高I/O 端口处理事务的能力和速度。不同的MSP430单片机，Timer_A模块中所含有的捕获/比较器的数量不一样，每个捕获/比较器的结构完全相同，输入和输出都取决于各自所带控制寄存器的控制字，捕获/比较器相互之间完全独立工作。 （3）输出单元：具有可选的8种输出模式，用于产生用户需要的输出信号，支持PWM输出。 2．定时器工作模式 （1）停止模式：停止模式用于定时器暂停，并不发生复位，所有寄存器现行的内容在停止模式结束后都可用。当定时器暂停后重新计数时，计数器将从暂停时的值开始以暂停前的计数方向计数。例如，停止模式前，Timer_A工作于增/减计数模式并且处于下降计数方向，停止模式后，Timer_仍然工作于增/减计数模式，从暂停前的状态开始继续沿着下降方向开始计数。如果不需这样，则可通过TACTL中的CLR控制位来清除定时器的方向记忆特性。 （2）增计数模式：捕获/比较寄存器CCR0用作Timer_A增计数模式的周期寄存器，因为CCR0为16位寄存器，所以该模式适用于定时周期小于65536的连续计数情况。计数器TAR可以增计数到CCR0的值，当计数值与CCR0的值相等(或定时器值大于CCR0的值)时，定时器复位并从0开始重新计数。增计数模式的计数过程如图4-2所示。通过改变CCR0值，可重置计数周期。 图4-2增计数模式示意图 （3）连续计数模式：在需要65536个时钟周期的定时应用场合常用连续计数模式。定时器从当前值计数到单增到0FFFFH后，又从0开始重新计数如图4-3所示。 图4-3 连续计数模式 （4）增/减计数模式 目录 引言 (1) 第一章设计原理及要求 (2) 1.1设计方案的确定 (2) 1.2系统的设计方案 (2) 1.3系统的设计要求 (2) 第二章硬件模块设计 (4) 2.1单片机AT89C51 (4) 2.1.1 AT89C51芯片的特点 (5) 2.1.2 管脚说明 (5) 2.1.3 振荡器特性 (7) 2.1.4 芯片擦除 (7) 2.2键盘控制模块 (7) 2.2.1 矩阵键盘的工作原理 (8) 2.2.2 键盘电路主要器件介绍 (8) 2.3LCD显示模块 (10) 2.3.1 显示电路 (11) 2.3.2 LCD1602主要技术参数 (11) 2.3.3 引脚功能说明 (11) 2.4运算模块（单片机控制） (12) 第三章软件设计 (14) 3.1功能介绍 (14) 3.2系统流程图 (14) 3.3程序 (16) 第四章系统调试 (17) 4.1软件介绍 (17) 4.1.1 Keil uVision2仿真软件简介 (17) 4.1.2 protues简介 (17) 4.2软件调试 (18) 4.2.1 软件分析及常见故障 (18) 4.2.2 仿真结果演示 (20) 4.3硬件调试 (21) 结束语 (23) 参考文献 (24) 附录 (25) 致谢 (36) 引言 计算工具最早诞生于中国，中国古代最早采用的一种计算工具叫筹策，也被叫做算筹。这种算筹多用竹子制成，也有用木头，兽骨充当材料的，约二百七十枚一束，放在布袋里可随身携带。另外直到今天仍在使用的珠算盘，是中国古代计算工具领域中的另一项发明，明代时的珠算盘已经与现代的珠算盘几乎相同。 17世纪初，西方国家的计算工具有了较大的发展，英国数学家纳皮尔发明的“纳皮尔算筹”，英国牧师奥却德发明了圆柱型对数计算尺，这种计算尺不仅能做加、减、乘、除、乘方和开方运算，甚至可以计算三角函数、指数函数和对数函数。这些计算工具不仅带动了计算器的发展，也为现代计算器发展奠定了良好的基础，成为现代社会应用广泛的计算工具。1642年，年仅19岁的法国伟大科学家帕斯卡引用算盘的原理，发明了第一部机械式计算器，在他的计算器中有一些互相联锁的齿轮，一个转过十位的齿轮会使另一个齿轮转过一位，人们可以像拨电话号码盘那样，把数字拨进去，计算结果就会出现在另一个窗口中，但是它只能做加减运算。1694年，莱布尼兹在德国将其改进成可以进行乘除的计算。此后，一直到20世纪50年代末才有电子计算器的出现。 彩灯电子琴 MSP430 May 27 2010 在MSP430单片机的大地上，上亿条数据急流在宽度仅几个原子的河道中以光速湍急地流着，它们在无数个点上会聚，分支，交错，生成更多的急流，在芯片大地上形成了一个无边无际的复杂蛛网。到处都是纷飞的数据碎片，到处是如箭矢般穿行的地址码；一个主控程序在漂行着，挥舞着无数支纤细的透明触手，把几千万个 飞快旋转着的循环程序段扔到咆哮的数据大洋中；在一个存贮器的一片死寂的电路沙漠中，一个微小的奇数突然爆炸，升起一团巨大的电脉冲的蘑菇云；一行孤独的程序代码闪电般地穿过一阵数据暴雨中，去寻找一滴颜色稍微深一些的雨点。这又是一个惊人有序的世界，浑浊的数据洪流冲过一排细细的索引栅栏后，顷刻变成一片清澈见底的平静的大湖；当排序模块像幽灵似地飘进一场数据大雪时，所有的雪花在千分之一秒内突然按形状排成了无限长的一串……在这0和1组成的台风暴雨和巨浪中，只要有一个水分子的状态错了，只要有一个0被错为1或1被错为0，整个世界就有可能崩溃。这是一个庞大的帝国，在我们眨一下眼的时候，这个帝国已经历了上百个朝代，但从外面看去，它只是一个银色立方箱体。 曹哲0710200310 同组人： 郭宁张颖 目录 1 引言 (1) 2 系统总体设计 (2) 2.2系统各组成部分及功能原理介绍 (2) 2.3系统结构框图 (2) 3 系统硬件设计 (3) 3.1电源模块 (3) 3.2键盘模块 (3) 3.3LED显示模块 (4) 3.4发声模块 (4) 4 系统软件设计 (4) 4.1系统软件结构流程图 (4) 4.2键盘扫描程序设计 (4) 4.3发声程序设计 (7) 4.4亮灯程序设计 (7) 5 系统调试与结果分析 (8) 5.1系统调试步骤 (8) 5.2遇到的问题及解决方案 (8) 5.3实验结果及系统展望 (9) 6 心得体会 (9) 参考文献 (10) MSP430程序库之定时器TA的PWM输出 定时器是单片机常用的其本设备，用来产生精确计时或是其他功能；msp430的定时器不仅可以完成精确定时，还能产生PWM波形输出，和捕获时刻值(上升沿或是下降沿到来的时候)。这里完成一个比较通用的PWM波形产生程序。 1.硬件介绍： MSP430系列单片机的TimerA结构复杂，功能强大，适合应用于工业控制，如数字化电机控制，电表和手持式仪表的理想配置。它给开发人员提供了较多灵活的选择余地。当PWM 不需要修改占空比和时间时，TimerA 能自动输出PWM，而不需利用中断维持PWM输出。 MSP430F16x和MSP430F14x单片机内部均含有两个定时器，TA和TB；TA 有三个模块，CCR0-CCR2；TB含有CCR0-CCR67个模块；其中CCR0模块不能完整的输出PWM波形(只有三种输出模式可用);TA可以输出完整的2路PWM波形；TB可以输出6路完整的PWM波形。 定时器的PWM输出有有8种模式： 输出模式0 输出模式：输出信号OUTx由每个捕获/比较模块的控制寄存器CCTLx中的OUTx位定义，并在写入该寄存器后立即更新。最终位OUTx直通。 输出模式1 置位模式：输出信号在TAR等于CCRx时置位，并保持置位到定时器复位或选择另一种输出模式为止。 输出模式2 PWM翻转/复位模式：输出在TAR的值等于CCRx时翻转，当TAR 的值等于CCR0时复位。 输出模式3 PWM置位/复位模式：输出在TAR的值等于CCRx时置位，当TAR 的值等于CCR0时复位。 输出模式4 翻转模式：输出电平在TAR的值等于CCRx时翻转，输出周期是定时器周期的2倍。 输出模式5复位模式：输出在TAR的值等于CCRx时复位，并保持低电平直到选择另一种输出模式。 输出模式6PWM翻转/置位模式：输出电平在TAR的值等于CCRx时翻转，当TAR值等于CCR0时置位。 输出模式7PWM复位/置位模式：输出电平在TAR的值等于CCRx时复位，当TAR的值等于CCR0时置位。 下图是增计数模式下的输出波形(本程序使用的是增模式3和7)： 《单片机技术及其应用》课程设计报告 专业：通信工程 班级：09312班 姓名：某某某 学号：09031069 指导教师： 二0一二年六月十八日 目录 1设计目的 (1) 2 设计题目描述与要求 (1) 3 设计过程 (2) 4硬件总体方案及说明 (6) 5 软件总体方案及设计流程 (9) 6 调试与仿真 (13) 7 心得体会 (14) 8 指导老师意见 (15) 9 参考文献 (16) 附录一 (16) 附录二 (21) 基于51单片机的数字计算器的设计 1设计目的 简易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和单片机完整程序设计还不清楚，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。单片机课程设计既巩固了课本学到的理论，还学到了单片机硬件电路和程序设计，简易计算器课程设计通过自己动手用计算机电路设计软件，编写和调试，最后仿真，来加深对单片机的认识，充分发挥我们的个人创新和动手能力，并提高我们对单片机的兴趣，同时学习查阅资料、参考资料的方法。 本设计是基于51系列的单片机进行的简易计算器系统设计，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。硬件选择AT89C51单片机和74ls164，输入用4×4矩阵键盘。显示用5位7段共阴极LED静态显示。软件从分析计算器功能、流程图设计，再到程序的编写进行系统设计。选用编译效率最高的Keil软件进行编程，并用proteus仿真。 2 设计题目描述与要求 基于AT89C51数字计算器设计的基本要求与基本思路： （1）扩展4*4键盘，其中10个数字，5个功能键，1个清零 （2）使用五位数码管接口电路 专业：电子信息工程1111班 指导老师： 姓名： 学号： 摘要 近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，但仅单片机方面的知识是不够的，还应根据具体硬件结构、软硬件结合，来加以完善。 计算机在人们的日常生活中是比较常见的电子产品之一。可是它还在发展之中，以后必将出现功能更加强大的计算机，基于这样的理念，本次设计是用AT89S51单片机、LCD显示器、控制按键为元件来设计的计算器。利用此设计熟悉单片机微控制器及C语言编程，对其片资源及各个I/O端口的功能和基本用途的了解。掌握Microsoft Visual C++ 6.0应用程序开发环境，常用的LCD显示器的使用方法和一般键盘的使用方法。 关键字：AT89C51 LCD 控制按键 第一章简介 1.1 课题简介 当今社会，随着人们物质生活的不断提高，电子产品已经走进了家家户户，无论是生活或学习，还是娱乐和消遣几乎样样都 离不开电子产品，大型复杂的计算能力是人脑所不能胜任的，而且比较容易出错。计算器作为一种快速通用的计算工具方便了用户的使用。计算器可谓是我们最亲密的电子伙伴之一。本设计着重在于分析计算器软件和开发过程中的环节和步骤，并从实践经验出发对计算器设计做了详细的分析和研究。 单片机由于其微小的体积和极低的成本，广泛的应用于家用电器、工业控制等领域中。在工业生产中。单片微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。单片微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。 本系统就是充分利用了8051芯片的I/O引脚。系统以采用MCS-51系列单片机Intel8051为中心器件来设计计算器控制器，实现了能根据实际输入值显示并存储的功能，计算程序则是参照教材。至于位数和功能，如果有需要可以通过设计扩充原系统来实现。 1.2 设计目的 通过本次课题设计，应用《单片机应用基础》、《计算机应用基础》等所学相关知识及查阅资料，完成简易计算器的设计，以达到理论与实践更好的结合、进一步提高综合运用所学知识和设计的能力的目的。 通过本次设计的训练，可以使我在基本思路和基本方法上对基于MCS-51单片机的嵌入式系统设计有一个比较感性的认识，并具备一定程度的设计能力。 基于MSP430的电子密码锁设计 一、预期性能指标 1、（1）密码通过键盘输入，若密码正确，则将锁打开。 （2）报警、锁定键盘功能。密码输入错误数码显示器会出现错误提示， 若密码输入错误次数超过 3 次，LED红灯亮并且锁定键盘。 2、密码锁设计的关键问题是实现密码的输入、清除、更改、开锁等功能： （1）密码输入功能：按下一个数字键，一个“－”就显示在最右边的数 码管上，再输入时显示数码管向右移动一个。 （2）密码清除功能：当按下清除键时，清除前面输入的所有值，并清除 所有显示。 （3）开锁功能：当按下开锁键，系统将输入与密码进行检查核对，如果 正确锁打开，否则不打开。 二、工作原理 1、工作原理概述 利用MSP430单片机灵活的编程设计和丰富的I/O端口，及其控制的准确 性，实现基本的密码锁功能。此次课程设计是以以前学过的msp430F149 单片机为核心，加上一些外围模块来实现电子锁应该具有的基本功能。单片机灵活的编程设计和丰富的IO 端口，及其控制的准确性，不但能实现基本的密码锁功能，还能添加调电存储、声光提示甚至添加遥控控制功能，为其功能的扩展提供便利。由于条件的限制此次实验只实现其基本功能，锁的开启关闭与锁定以二极管的发光来模拟，密码的输入用4X4 键盘替 代，功能键用键盘上对应的10 以后的数字代替，这实现了在条件有所限制的情况下以有限的资源模拟电子锁的功能。输入密码用矩形键盘，包括数字键和功能键。 LED 数码管显示输入密码，用uln2003A 驱动数码管发光且控制哪一位显示数码，用430 的P4 脚控制各位显示器分时进行显示。用发光二极管代 替开锁的电路，发光表示开锁锁定。输入密码错误次数超过3 次，系统 蜂鸣器响，发出警报。打开电源后，显示器显示“0000”，设原始密码为 “1234”，只要输入此密码便了开门。这样可预防停电后再来电时无密码 可用。按“C”键，清除显示器为“000000”。欲重新设定密码，先输入密码在案“*”。输入密码，再按“D”键。若密码与设定密码相同，则开门。 否则显示器清为“0000”。 软件的设计主要包括键盘键值的读取，LED 显示程序，密码比较程序和报警程序 2、设计方案与原理框图 （1）主要的设计实施过程： 第一步，选用 msp430单片机，以及选购其他电子元器件（电阻（100欧、150欧、2K欧等）、发光二极管、三极管、数码管（阴极）、ULN2003AG 芯片、按键、电线、PADS9.3软件、MATLEB软件、焊接电路板一 块）。 第二步，使用PADS9.3软件设计硬件电路原理图，并设计 PCB图完成人工布线。 第三步，焊接电路 第四步，MATLEB软件编写单片机的 C 语言程序、仿真、软件调试。 第五步，联合软、硬件调试电路板，完成本次设计。 （2）原理框图： 3、原理框图的说明 MSP430定时器A捕捉脉实例[调试通过,很好用] 微控论坛原创主贴作者:fangth Microcontrol CODE /***************************************************************** //功能：利用定时器A的捕捉能测量脉冲信号的脉宽 // // // MSP430F449 // ----------------- // /|\| XIN|- // | | | 32kHz // --|RST XOUT|- // | | // | P1.5/ACLK|---+ // | | | // | P2.0/TA2|<--+ // | | // | | //说明：ACLK要进行8分频(4K),并将其作为外部的要捕获的脉冲; //MCLK=SMCLK=8M; *****************************************************************/ #include 看门狗定时器用来防止程序因供电电源、空间电磁干扰或其它原因引起的强烈干扰噪声而跑飞的事故。程序中设置看门狗清零指令 WDTCTL=WDTPW+WDTCNTCL，当程序跑飞不能及时清零看门狗，导致看门狗溢出复位，这样程序可以恢复正常运行状态。 一、WDT寄存器包括WDTCNT和WDTCTL，两个寄存器在上电和系统复位内容全部清零 1.记数单元WDTCNT：WDTCNT是16位增记数器，由MSP430选定的时钟电路产生的固定周期脉冲信号对记数器进行加法记数。WDTCNT不能直接软件存取，必须通过看门狗定时器的控制寄存器WDTCTL来控制。 2.控制寄存器WDTCTL：WDTCTL由两部分组成，高8位用作口令，即5AH(头文件中定义为WDTPW)，低8位是对WDT操作的控制命令。写入WDT控制命令时先写入口令WD TPW，口令写错将导致系统复位。读WDTCTL时不需口令，低字节WDTCTL的值，高字节读出始终为69H。 bit 15-8 7 6 5 4 3 2 1 0 口令HOLD NMIES NMI TMSE L CNTCL SSEL IS1 IS0 IS1 SI0 选择看门狗定时器的定时输出，T为WDTCNT的输入时钟源周期。 TMSEL W DT工作模式选择 0 0 T*2的15次 方 0 看门狗模式 0 1 T*2的13次 方 1 定时器模式 1 0 T*2的9次 方 NMI 选择RST/NMI 引脚功能 1 1 T*2的6次 方 RST/NMI为复位端 SSEL 选择WDTCNT的时钟 源 1 RST/NMI为非屏蔽中断输入 0 SMCL K 1 ACLK NMIES 选择NMI中断的边沿触发方 式 HOLD 停止看门狗定时器工作 0 上升沿触发NMI中 断 0 看门狗功能激活 1 下降沿触发NMI中 断 1 时钟禁止输入，记数停止 2013 - 2014 学年＿一＿学期 山东科技大学电工电子实验教学中心 创新性实验研究报告 实验项目名称＿＿基于51单片机的简易计算器设计＿ 2013 年12 月27 日 四、实验内容 2、实验内容 （一）、总体硬件设计 本设计选用AT89C52单片机为主控单元。显示部分：采用六位LED动态数码管显示。按键部分：采用2*8键盘；利用2*8的键盘扫描子程序，读取输入的键值。 （二）、键盘接口电路 计算器输入数字和其他功能按键要用到很多按键，如果采用独立按键的方式，在这种情况下，编程会很简单，但是会占用大量的I/O 口资源，因此在很多情况下都不采用这种方式，而是采用矩阵键盘的方案。矩阵键盘采用两条I/O 线作为行线，八条I/O 线作为列线组成键盘，在行线和列线的每个交叉点上设置一个按键。这样键盘上按键的个数就为2×8个。这种行列式键盘结构能有效地提高单片机系统中I/O 口的利用率。 矩阵键盘的工作原理： 计算器的键盘布局如图2所示：一般有16个键组成，在单片机中正好可以用一个P口和另一个P口的两个管脚实现16个按键功能，这种形式在单片机系统中也最常用。 矩阵键盘布局图： 矩阵键盘内部电路图如下图所示： （三）、LED显示模块 本设计采用LED数码显示来显示输出数据。通过D0-D7引脚向LED写指令字或写数据以使LED实现不同的功能或显示相应数据。 （四）运算模块（单片机控制） MCS-51 单片机是在一块芯片中集成了CPU、RAM、ROM、定时器/计数器和多功能I/O等一台计算机所需要的基本功能部件。如果按功能划分，它由如下功能部件组成，即微处理器（CPU）、数据存储器（RAM）、程序存储器（ROM/EPROM）、并行I/O 口、串行口、定时器/计数器、中断系统及特殊功能寄存器（SFR）。 单片机是靠程序运行的，并且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能，尤其是特殊的独特的一些功能，通过使用单片机编写的程序可以实现高智能，高效率，以及高可靠性！因此我们采用单片机作为计算器的主要功能部件，可以很快地实现运算功能。 专科生毕业设计论文 基于MSP430单片机实验系统的开发与设计-基本模块 学院：机电工程学院 专业：电气自动化技术 班级： 学号： 指导教师： 职称（或学位） 2014年5月 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文（设计），是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学生签名：年月日 指导声明 本人指导的同学的毕业论文（设计）题目大小、难度适当，且符合该同学所学专业的培养目标的要求。本人在指导过程中，通过网上文献搜索及文献比对等方式，对其毕业论文（设计）内容进行了检查，未发现抄袭现象，特此声明。 指导教师签名：年月日 目录 1 绪论 (2) 1.1课题背景 (2) 1.2设计原理 (2) 1.3单片机概述 (2) 2 系统硬件设计 (3) 2.1电源模块设计 (3) 2.2串口模块设计 (4) 2.3GSM模块接口设计 (5) 2.4I2C模块设计 (7) 2.5A/D模块设计 (8) 2.6单片机模块 (9) 3 系统软件设计 (10) 3.1软件开发工具的介绍 (10) 3.2系统软件流程图 (11) 3.3A/D软件设计 (11) 3.4短信息软件设计 (11) 3.5SM软件设计 (12) 4 结论 (13) 致谢: (13) 参考文献 (13) 附录 (14) 基于MSP430单片机实验系统的开发与设计 -基本模块 （机电工程学院指导教师：） 摘要:GSM系统是目前基于时分多址技术的移动通信体制中比较成熟，完整的系统。系统以MSP430F149为核心，实验系统的基础模块主要有串口模块、I2C模块、A/D模块、电源模块、GSM模块。着重的设计了该系统的特点以及硬件和软件的组成，同时描述了实验系统的功能 以及所能开设的实验内容，通过Embedded Workbench进行软件仿真从而实现了系统的实现 数据的有效数据传输，构成一个简单的MSP430单片机系统，方便对系统的高效学习的研究， 具有低功耗、抗干扰能力强、易携带等优点。 关键词：MSP430F149；实验系统；数据传输 Based on MSP430 SCM Experiment System Development and Design - Basic Module （Electronic & Information Engineering Department, Supervisor:） Abstraot:The GSM system is based on relatively mature mobile communication system of time division multiple accesstechnology, complete system.The system takes MSP430F149 as the core, basic modules of the experiment system mainly include serial port module I2C module,A/D module,power module,GSM module. Mainlydesign the system components and the characteristic of the hardwar and software,and describes the system function and can open the experiment content,software simulation by Embeddded Workbench so as to realize theeffective data transmission system,Make a simple MSP430 single chip microcomputer system, facilitate the study ofefficient learning system the,has advantages of low power power consumption strong anti-interference ability,easy to carry.MSP430程序库十一定时器TA的PWM输出
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