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标题: 基于MSP430G2553的频率计设计 [打印本页]

作者: yangtaota 时间: 2019-3-18 17:41
标题: 基于MSP430G2553的频率计设计
数字式频率计
一、设计概述
在电子技术中，频率是最基本的参数之一，数字频率计具有精度高、使用方便、测量迅速、以及便于实现测量过程自动化等优点，是近代电子技术领域的重要工具之一，在许多领域得到广泛应用。本系统以超低功耗MSP430G2553单片机为核心处理芯片来测量信号的频率，通过定时器A采用计数法完成信号频率测量，并将被测频率值通过LCD12864液晶串行显示。频率可测量范围在1Hz到999MHz之间。如需要，范围可继续扩宽，频率计的误差在1%以内。
二、原理图
基于MSP430G2553的频率计设计原理图如图1所示，通过串口方式液晶显示，只需配置单片机三个口线便可以实现对频率的测量。其中待测频率信号从P1.0口输入，然后可以直接在液晶屏上显示。

三、引脚说明
（一）MSP430G2553引脚功能说明
由原理图可以看出，430单片机的最小系统用到1脚电源、16脚复位端、20脚接地端、配置P1.0口为待测信号输入端，P1.4为串行数据输出口，P1.5为串行时钟输出口，如表1所示。
表1  MSP430G2553引脚功能说明

（二）LCD12864引脚功能说明
LCD12864液晶显示屏用到1、2脚，电源接口线，19、20脚背光电源接口线，15脚并行/串行接口选择，5脚串行数据口，6脚串行的同步时钟。LCD12864引脚功能如表2所示。
表2  LCD12864接口说明

四、软件设计流程图
系统软件设计包括初始化模块、中断模块和信号频率显示模块。
（一）主函数

主函数流程图如图2所示。在主程序中，主要对单片机配置进行初始化和屏幕初始化，以及频率信号数据的处理并实时显示。
（二）单片机初始化函数

单片机初始化函数包括对看门狗定时器模式的设置、I/O口输入/输出功能的配置。定时器A所需时钟源、分频系数的选择，并将总中断打开。函数流程图如图3所示。
（三）中断函数

中断函数流程图如图4所示。当定时器A溢出后就进入中断，count就加上65535。
（四）频率显示函数
频率显示流程图如图5所示。频率显示函数包含对定时器A相关内容的操作，将定时器A计数寄存器内容清零后，设置定时器A的工作模式，产生1s 计数闸门，关闭定时器A，记下count的值即为所测得频率的大小。最后根据数据的大小，按不同的单位将数据通过12864液晶显示屏串行显示出来。

五、程序源代码
/***************************************************************
基于定时器A，采用计数法完成信号频率的测量
使用片内时钟DOC，时钟频率默认值
采用12864串行显示
频率测量范围：1Hz -- MHz(只要需要，范围可以继续扩宽，误差在1%以内)
被测信号输入管脚P1.0
WR数据引脚 P1.4
SCLK模拟时钟引脚 P1.5
PSB串行/并行选择引脚  接GND
*****************************************************************/
#include<msp430g2553.h>
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
#define ulint unsigned long int
ulint count=0;
void delay(uint t);
void delay1(void);
void int_430(void);
void sendbyte(uchar zdata);
void write_com(uchar cmdcode);
void write_data(uchar Dispdata);
void lcdinit();
void print_string( char *s);
void display(void);
/*************主函数************/
void main()
{
int_430();
lcdinit();
while(1)
  {
display();
count=0;
  }
}
/*************延时函数************/
void delay(uint t)
{
  uinti,j;
for(i=0;i<t;i++)
for(j=0;j<10;j++);
}
//1s延时的计数闸门
void delay1(void)
{
unsigned long i;
for(i=0;i<119000;i++)
  {
_NOP(); // 该函数用来产生一个 MSP430 系统时钟周期的延时
  }
}
/*************430初始化函数************/
void int_430(void)
{
WDTCTL=WDTPW+WDTHOLD; // 关闭看门狗
P1SEL&=~BIT4;
P1DIR|= BIT4;
P1OUT&=~BIT4;
P1SEL&=~BIT5;
P1DIR|= BIT5;
P1OUT&=~BIT5;
P1SEL|=BIT0;       // 设置 P1.0 为 TimerA 外部计数信号输入口
P1DIR&=~BIT0;    // 设置 P1.0 为输入口
  //TimerA 配置
TACTL=TASSEL_0; // 定时器 A 时钟源选择：TACLK
TACTL=ID_3;       // 计数时钟分频系数选择：1
  CCTL0= CCIE;    //开中断
  CCR0= 65535;
_EINT();
}
/*************数据传送函数************/
void sendbyte(uchar zdata)
{
  ucharcode_seg7,serial_clk, serial_shift;
code_seg7=zdata;
serial_shift=0x80;
for(serial_clk=0; serial_clk<8; serial_clk++)
  {
if(code_seg7&serial_shift)
{
   P1OUT|=BIT4; //SID为1
}
else
{
   P1OUT&=~BIT4; //SID为0
}
P1OUT&=~BIT5;    //产生时钟信号下沿
P1OUT|=BIT5;    //产生时钟信号上沿
serial_shift=serial_shift>>1;  //准备发送下一位数据
  }
}
/*************写命令函数************/
void write_com(uchar cmdcode)
{                //串口控制格式（11111AB0）
                     //A数据方向控制，A=H时读，A=L时写
               //B数据类型选择，B=H时为显示数据，B=L时为命令
sendbyte(0xf8);    //MCU向LCD发命令
sendbyte(cmdcode & 0xf0);       //发高四位数据(数据格式D7D6D5D4_0000)
sendbyte((cmdcode << 4) & 0xf0); //发低四位数据(数据格式D3D2D1D0_0000)
delay(2); //延时等待
}
/*************写数据函数************/
void write_data(uchar Dispdata)
{
sendbyte(0xfa);          //MCU向LCD发数据
sendbyte(Dispdata & 0xf0); //发高四位数据
sendbyte((Dispdata << 4) & 0xf0); //发低四位数据
delay(2);
}
/*************LCD初始化函数************/
void lcdinit()
{
delay(20000);    //复位等待（内部自带上电复位电路），时间较长
write_com(0x30); //功能设定：基本指令集操作
delay(50);       //延时等待
write_com(0x0c); //整体显示，关游标
delay(50);
}
/*************送字符串函数************/
void print_string( char *s)
{
while(*s > 0)    //C语言里字符串末尾自动加“\0”(ASCII码值为0)
  {
delay(50);
write_data(*s); //发送字符对应的ASCII码，12864指针可设置自动指向下一个显示地址
s++;
  }
}
/*************频率显示函数************/
void display(void)
{
  ulinta1,a2,a3,a4,a5,a6,a7,a8,a9; // 声明计数数据变量
TAR=0x0000;       // 定时器 A 计数寄存器内容清零
TACTL=MC_2;    // 定时器 A 工作模式选择：连续模式
delay1();          // 产生 1s 计数闸门
TACTL=MC_0;    // 定时器 A 工作模式选择：停止模式
  count+=TAR;
write_com(0x01); //清屏指令
if(count>=1000000)
  {
a1=count/100000000;
a2=count%100000000/10000000;
a3=count%100000000%10000000/1000000;
a4=count%100000000%10000000%1000000/100000;
a5=count%100000000%10000000%1000000/100000;
a6=count%100000000%10000000%1000000%100000/10000;
a7=count%100000000%10000000%1000000%100000%10000/1000;
a8=count%100000000%10000000%1000000%100000%10000%1000/100;
a9=count%100000000%10000000%1000000%100000%10000%1000%100/10;
write_com(0x03);
write_com(0x80);    //第一行首地址0x80
print_string("德州仪器MSP430 "); //第一行显示（必须加一个空格否则不能下载）
write_com(0x90);
print_string("频率： ");
write_com(0x93);    //第二行首地址0x90，从第四个开始显示
write_data(a1+0x30); //发送dat1的ASCII码，显示dat1的值
write_data(a2+0x30); //发送dat1的ASCII码，显示dat2的值
write_data(a3+0x30); //发送dat1的ASCII码，显示dat3的值
write_data('.');       //发送"."
write_data(a4+0x30); //发送dat1的ASCII码，显示dat4的值
write_data(a5+0x30); //发送dat1的ASCII码，显示dat5的值
write_data(a6+0x30); //发送dat1的ASCII码，显示dat6的值
write_data(a7+0x30); //发送dat1的ASCII码，显示dat7的值
write_data(a8+0x30); //发送dat1的ASCII码，显示dat8的值
write_data(a9+0x30); //发送dat1的ASCII码，显示dat9的值
write_com(0x88);
print_string("单位： ");
write_data('M');       //发送H的ASCII码，显示M
write_data('H');       //发送H的ASCII码，显示H
write_data('z');       //发送z的ASCII码，显示z;
delay(500);
  }
  else
  {
if(count>=1000)
{
   a1=count/100000;
   a2=count%100000/10000;
   a3=count%100000%10000/1000;
   a4=count%100000%10000%1000/100;
   a5=count%100000%10000%1000/100;
   a6=count%100000%10000%1000%100%10;
   write_com(0x03);
   delay(50); //延时
   // 读定时器 A 计数寄存器内容
   write_com(0x80); //第一行首地址0x80
   print_string("德州仪器MSP430 "); //第一行显示（必须加一个空格否则不能下载）
   write_com(0x90);
   print_string("频率： ");
   write_com(0x94); //第二行首地址0x90，从第四个开始显示
   write_data(a1+0x30); //发送dat1的ASCII码，显示dat1的值
   write_data(a2+0x30); //发送dat1的ASCII码，显示dat2的值
   write_data(a3+0x30); //发送dat1的ASCII码，显示dat3的值
   write_data('.');       //发送"."
   write_data(a4+0x30); //发送dat1的ASCII码，显示dat4的值
   write_data(a5+0x30); //发送dat1的ASCII码，显示dat5的值
   write_data(a6+0x30); //发送dat1的ASCII码，显示dat6的值
   write_com(0x88);
   print_string("单位： ");
   write_data('K'); //发送H的ASCII码，显示K
   write_data('H'); //发送H的ASCII码，显示H
   write_data('z');    //发送z的ASCII码，显示z
   delay(500);       //较长时间延时，保证下次操作前LCD完成上述功能处于非忙状态
}
else
{
   count*=1000;
   a1=count/100000;
   a2=count%100000/10000;
   a3=count%100000%10000/1000;
   a4=count%100000%10000%1000/100;
   a5=count%100000%10000%1000/100;
   a6=count%100000%10000%1000%100%10;
   write_com(0x03);
   delay(50);       //延时
   // 读定时器 A 计数寄存器内容
   write_com(0x80); //第一行首地址0x80
   print_string("德州仪器MSP430 "); //第一行显示（必须加一个空格否则不能下载）
   write_com(0x90);
   print_string("频率： ");
   write_com(0x94);    //第二行首地址0x90，从第四个开始显示
   write_data(a1+0x30); //发送dat1的ASCII码，显示dat1的值
   write_data(a2+0x30); //发送dat1的ASCII码，显示dat2的值
   write_data(a3+0x30); //发送dat1的ASCII码，显示dat3的值
   write_data('.');       //发送"."
   write_data(a4+0x30); //发送dat1的ASCII码，显示dat4的值
   write_data(a5+0x30); //发送dat1的ASCII码，显示dat5的值
   write_data(a6+0x30); //发送dat1的ASCII码，显示dat6的值
   write_com(0x88);
   print_string("单位： ");
   write_data('H'); //发送H的ASCII码，显示H
   write_data('z'); //发送z的ASCII码，显示z
   delay(500);    //较长时间延时，保证下次操作前LCD完成上述功能处于非忙状态
}
  }
}
#pragma vector = TIMER0_A0_VECTOR //Timer_A中断向量
__interrupt void Tiemr_A(void)
{
  count+=65535;
}

作者: 一只猫的过客 时间: 2019-4-12 09:48
大侠跪求proteus图啊啊啊

作者: garyara 时间: 2019-6-3 19:53
学习了，谢谢楼主

作者: zyluglugl 时间: 2021-8-17 09:18
写得非常好！给你点赞~

欢迎光临 (http://www.51hei.com/bbs/)

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