采用MSP430系列單片機(jī)設(shè)計測試系統(tǒng)

1 引言

單片機(jī)(或微控制器)技術(shù)已滲透到生活的方方面面，廣泛應(yīng)用于家用電器、通信、測試等領(lǐng)域。因此該技術(shù)正積極影響著人們的生活。這里給出一種基于MSP430單片機(jī)的測試系統(tǒng)設(shè)計。MSP430系列單片機(jī)是TI公司生產(chǎn)的超低功耗混合信號控制器，其靈活的時鐘源選擇可最大限度的延長電池壽命，內(nèi)部集成有豐富的外圍模塊，該系列單片機(jī)不同型號針對不同應(yīng)用領(lǐng)域。

2 系統(tǒng)方案設(shè)計

2．1 存儲測試原理簡介

存儲測試技術(shù)是一種70年代開始的新的測試方法。存儲測試是在對被測對象無影響或影響在允許范圍的條件下，在被測體內(nèi)放置微型數(shù)據(jù)采集與存儲測試儀，現(xiàn)場實時完成信息的快速采集與記憶，事后回收記錄儀，由計算機(jī)處理和再現(xiàn)測試信息的一種動態(tài)測試技術(shù)。

2．2 系統(tǒng)工作原理

圖1是基于MSP430系列單片機(jī)的測試系統(tǒng)的原理框圖。該測試系統(tǒng)具有可編程設(shè)置功能，觸發(fā)信號啟動單片機(jī)進(jìn)入采樣狀態(tài)，以一定的采樣頻率采樣A／D轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)，其采樣頻率由單片機(jī)內(nèi)部的定時器確定，采樣數(shù)據(jù)通過單片機(jī)內(nèi)部12位A／D轉(zhuǎn)換器完成模數(shù)轉(zhuǎn)換，再存入存儲器。當(dāng)該測試系統(tǒng)回收時，可通過RS232串口直接與計算機(jī)通信，將數(shù)據(jù)存入計算機(jī)，以便后續(xù)處理。系統(tǒng)設(shè)計時要充分考慮設(shè)計要求、所用器件性能、電磁兼容性、系統(tǒng)穩(wěn)定性、可操作性、工作可靠性等因素。

3 系統(tǒng)硬件設(shè)計

系統(tǒng)硬件設(shè)計主要包括傳感器，模擬適配電路，MSP430單片機(jī)采集、存儲單元，以及接口單元等。來自于傳感器的信號經(jīng)模擬適配電路后進(jìn)入單片機(jī)內(nèi)部的A／D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，然后將轉(zhuǎn)換結(jié)果由單片機(jī)的I／O口存入存儲器。采用串口異步 RS232通信接口讀取數(shù)據(jù)。測試完成后，通過計算機(jī)完成數(shù)據(jù)的通信、顯示、處理等功能。其中電源管理部分由單片機(jī)控制向存儲器和模擬電路供電，這樣可延長電池壽命。采用單片機(jī)片內(nèi)的A／D轉(zhuǎn)換器不僅降低系統(tǒng)設(shè)計的復(fù)雜性，還提高系統(tǒng)的可靠性，從而避免接口設(shè)計的復(fù)雜性，同時減小PCB板面積。

該系統(tǒng)與計算機(jī)采用RS232串口異步通信。系統(tǒng)采用MAX232器件實現(xiàn)單片機(jī)與計算機(jī)接口的轉(zhuǎn)換，其中在其引腳C1+、C1-、C2+、C2-、V+ 和V-處分別連接1只0．1μF的電容實現(xiàn)充電，以滿足相應(yīng)的充電泵要求。引腳T1OUT、T1IN、R1OUT和R1IN分別是RS232轉(zhuǎn)換發(fā)送和接收的輸出與輸入引腳，可實現(xiàn)單片機(jī)的TTL電平與上位機(jī)接口電平轉(zhuǎn)換。為減小輸入端干擾，還需在該器件的電源輸入引腳處接1只0．1 μF的電容，實現(xiàn)濾波。MAX232采用0.3～6 V的供電電壓；與計算機(jī)接口的引腳R1IN和T1OUT上的電平分別為±30 V和±15 V，與單片機(jī)接口的引腳T1IN和R1OUT上的電平分別為-0．3 V～(Vcc為-0.3 V)和0.3 V～(Vcc為+0．3 V)。單片機(jī)采用3.3 V供電，因此MAX232的供電電壓Vcc采用3．3 V．如圖2所示。

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計

軟件設(shè)計也是測試系統(tǒng)設(shè)計的重要環(huán)節(jié)，軟件設(shè)計的一般過程為：明確軟件設(shè)計任務(wù)；按功能劃分程序模塊并繪出流程圖；選擇程序設(shè)計語言并編程；調(diào)試程序。