高性價(jià)比的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
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二 一般常用的MSP430應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案
圖四是常用的MSP430應(yīng)用系統(tǒng)。在這個(gè)系統(tǒng)中，有模擬量采集、脈沖數(shù)字量采集、日歷時(shí)鐘、液晶顯示、有鍵盤可供操作、大量的運(yùn)算等。在這個(gè)系統(tǒng)中，可采用以下幾種方案進(jìn)行MSP430的選型。下面同時(shí)給出對(duì)他們的比較。
圖四 常用的MSP430應(yīng)用系統(tǒng)
1 使用MSP430F44X系列
在這個(gè)選型方案中，設(shè)計(jì)起來最簡(jiǎn)單，因?yàn)槟壳暗腗SP430F44X系列芯片是整合最齊全的。該系列任何一款都能勝任（一般程序不會(huì)大于32K字節(jié)）。
2 使用MSP430F41X系列
如果程序在8K字節(jié)范圍以內(nèi)，這無疑也是一種較好的方案。MSP41X系列就差不能直接A/D轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)價(jià)格適中。
3 使用MSP430F11XX系列
這種方案中MSP430不能直接驅(qū)動(dòng)液晶，程序量較小，也沒有直接A/D轉(zhuǎn)換能力，這是與前兩種方案相比較的明顯不足，但它的價(jià)格是最好的。
在這三中方案中，可以看出如果不計(jì)硬件成本，第一種方案最好；如果一定要考慮硬件成本（比如大量產(chǎn)的民品），則第三種方案最好，是性價(jià)比最高的。如果使用MSP430C1101，則官方報(bào)價(jià)在49美分，價(jià)格相當(dāng)便宜，適合與大批量的、成本價(jià)格敏感的產(chǎn)品，可得到最高的性能價(jià)格比。但第三種方案存在很多問題有待解決。
三 高性價(jià)比的MSP430應(yīng)用系統(tǒng)解決方法
圖四是較為經(jīng)典的MSP430應(yīng)用系統(tǒng)框圖，如果使用最經(jīng)濟(jì)的MSP430系列器件MSP430F11XX系列，則要解決五個(gè)問題：模數(shù)轉(zhuǎn)換的問題、液晶顯示問題、程序量小的問題、日歷時(shí)鐘的程序化、串行通訊問題。
1 模數(shù)轉(zhuǎn)換（A/D）的問題解決方案
MSP430X11XX系列單片機(jī)片內(nèi)有模擬比較器Comparator_A與功能強(qiáng)大的定時(shí)器Time_A，可以構(gòu)成斜邊（Slope）A/D轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換。具體原理是（這里以電阻量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換為例）。
圖五 斜邊（Slope）A/D轉(zhuǎn)換原理圖
在圖五中，R1、R2分別為標(biāo)準(zhǔn)的參考電阻（R1）與被測(cè)量的電阻（R2），電容C1起充放電作用。比較器的輸出CAOUT用于驅(qū)動(dòng)定時(shí)器捕獲的發(fā)生。MSP430內(nèi)部的模擬比較器能產(chǎn)生用于比較的模擬電壓（電源VCC、1/2VCC、1/4VCC、二極管管壓降）。比較器負(fù)端選擇1/2VCC。首先，標(biāo)準(zhǔn)電阻對(duì)電容C1充電到VCC，再通過參考電阻R1放電，同時(shí)記錄定時(shí)器值T1；當(dāng)電容放電到1/2VCC時(shí)，比較器產(chǎn)生輸出，CAOUT觸發(fā)定時(shí)器產(chǎn)生捕獲動(dòng)作，將定時(shí)器值T2讀出；其次使用被測(cè)量電阻R2對(duì)電容充電到VCC，再通過R2放電，同時(shí)讀取定時(shí)器值T3；當(dāng)電容放電到1/2VCC時(shí)，比較器輸出信號(hào)再次捕獲定時(shí)器數(shù)據(jù)T4。則在電容放電的線性區(qū)域可以得到被測(cè)量電阻的阻值：
R2 = （T2 - T1）* R1 / （T4 - T3）
對(duì)于其他物理量的測(cè)量也可以使用類似的辦法。
2 液晶顯示問題的解決方案
MSP30X11XX沒有液晶驅(qū)動(dòng)能力，必須外部擴(kuò)展。如果可以使用外擴(kuò)2圓人民幣不到的液晶驅(qū)動(dòng)芯片（比如HT1621或其他），為什么還使用自帶液晶驅(qū)動(dòng)的40-70圓人民幣左右的MSP430F43X、MSP430F44X系列呢。
這里以便宜的HT1621為例說明液晶驅(qū)動(dòng)芯片與MSP430系列的接口。HT1621有128段的液晶驅(qū)動(dòng)能力。有4個(gè)公共端、32個(gè)段輸出，能實(shí)現(xiàn)靜態(tài)、2MUX、3MUX、4MUX等液晶驅(qū)動(dòng)方式。須3或4線與單片機(jī)接口，同時(shí)可定時(shí)輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)單片機(jī)（在單片機(jī)間歇工作時(shí)很有用），也能輸出用于驅(qū)動(dòng)蜂鳴器的信號(hào)。與MSP430單片機(jī)接口如圖六所示。如果不需要讀出顯示內(nèi)容，則讀信號(hào)可以不使用，只需要3線就可實(shí)現(xiàn)液晶顯示的驅(qū)動(dòng)，在口線緊張的情況下，可這樣使用。
圖六 HT1621與單片機(jī)的接口
HT1621片內(nèi)有32*8位靜態(tài)顯示存儲(chǔ)器，該存儲(chǔ)器的內(nèi)容直接映射到液晶驅(qū)動(dòng)器，可使用讀寫命令直接訪問。通過對(duì)顯示存儲(chǔ)器內(nèi)容的操作實(shí)現(xiàn)液晶顯示。圖七為MSP430單片機(jī)對(duì)1621的操作時(shí)序圖。
圖七 1621的操作時(shí)序
評(píng)論