電子與信息工程畢業(yè)論文無源電流變送器顯示儀的設(shè)計

1、<p>　　本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計</p><p>　　無源電流變送器顯示儀的設(shè)計</p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級 電子與信息工程 </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號 <

2、;/p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本設(shè)計是把電流變送器輸入的電流通過放大器放大，再通過單片機把電流信號轉(zhuǎn)變成為數(shù)字信號，最終在LE

3、D上顯示出來。在設(shè)計中利用了MSP430 系列單片機的低功耗、高性能的功能和特點, 并在此基礎(chǔ)上,以8通道16 位單片機MSP430F2013為核心,提出了一種低功耗、小型化變送器參數(shù)顯示法的設(shè)計方法。給出了變送器參數(shù)顯示儀的各部分電路硬件設(shè)計框圖和軟件流程圖。它具有性能價格比高、體積小、抗干擾性強、互換性好、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點, 顯示儀電路由并聯(lián)型穩(wěn)壓電路、電流取樣電路、倒相與放大電路、AD轉(zhuǎn)換、單片機顯示電路等組成，最小工作電流能夠低

4、至3mA。顯示儀無需單獨供電，可以從電流變送中直接取電。</p><p>　　本論文對電流變送器輸出的信號通過顯示儀顯示出來的研究，設(shè)計出一種顯示儀。這種電流變送器顯示儀是將電流變送器輸出的電流信號進行接收并且通過單片機對其以數(shù)據(jù)顯示在顯示儀上?？朔似渌C電流變送器的結(jié)構(gòu)布線復(fù)雜和抗干擾性差等缺點，解決了傳統(tǒng)的電流變送器輸出無法精確的顯示的問題。所采用的MSP430單片機芯片也具有運算速度快、編程效率高、抗干

5、擾能力強、低功耗等特點。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：電流變送器；低功耗；數(shù)字顯示</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This design is the current transducer input current through the amplifier, then through the m

6、icrocontroller to the current signal into a digital signal, and ultimately displayed on the LED. Use in the design of low-power MSP430 family of microcontrollers, high-performance functions and features And on this basis

7、, the 8-channel 16-bit MSP430F2013 microcontroller core, a smart, compact design method of multi-parameter transmitter. It has high performance and low cost, small size, immunity to inter</p><p><b>　　朗

8、讀</b></p><p>　　顯示對應(yīng)的拉丁字符的拼音</p><p><b>　　字典</b></p><p>　　This paper on the current transmitter output displayed by display device design, Design a display device th

9、is indicator is the current transmitter output current of the transmitter and receiver current signal to its data through the microcontroller device on the display.。Other computer wiring complexity of the current structu

10、re of the transmitter and the poor anti-interference characteristics to solve the traditional current transducer output can not show the precise issues。MSP430 Microcontrolle</p><p>　　Key words：Current trans

11、ducer low power consumption Digital display</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1課題研究背景1</p><p>　　1.2電流變送器的發(fā)展概述1</p&g

12、t;<p>　　1.3 XTR104應(yīng)用電路與同步串行接口1</p><p>　　第2章 顯示器的種類與選取3</p><p>　　2.1 LED點陣屏3</p><p>　　2.1.1 LED點陣屏驅(qū)動3</p><p>　　2.1.2 LED點陣屏分類3</p><p>　　2.1.

13、3 點陣屏的特點4</p><p>　　2.2 液晶顯示4</p><p>　　2.3 LED數(shù)碼管4</p><p>　　2.3.1 靜態(tài)顯示驅(qū)動6</p><p>　　2.3.2 動態(tài)顯示驅(qū)動6</p><p>　　第3章 硬件的方案與設(shè)計8</p><p>　　3.1

14、 　MSP430F2013的特點8</p><p>　　3.2 LED及其驅(qū)動電路9</p><p>　　3.3 MCU及A/D采集12</p><p>　　3.4 電流取樣與供電電路13</p><p>　　3.5 放大器13</p><p>　　3.6 成型總電路圖14</p>

15、<p>　　第4章 軟件的設(shè)計15</p><p>　　4.1 MSP430單片機原理15</p><p>　　4.2 MSP430單片機的微功耗特點及保護器15</p><p>　　4.3 程序的編寫16</p><p><b>　　第五章 調(diào)試19</b></p><p&g

16、t;<b>　　總結(jié)21</b></p><p><b>　　【參考文獻】22</b></p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p><b>　　1.1課題研究背景</b></p><p>　　隨著電力工業(yè)的發(fā)展，電流變送器的需求

17、日益增加，應(yīng)用的范圍也越來越廣。電流變送器在測量行業(yè)和電網(wǎng)調(diào)度自動化工作中起著越來越大的作用,這說明電流變送器顯示儀也越來越需求并且技術(shù)已經(jīng)成熟了。最早的電流變送器出現(xiàn)在19世紀末期，距現(xiàn)在也有100多年的歷史了。1965年的 Viatran成立，并將當(dāng)時用于航天工業(yè)最新的壓力測量技術(shù)帶入了工業(yè)市場。 從此， 我們就把變送器技術(shù)的發(fā)展水平同客戶的實際應(yīng)用需求結(jié)合起來。 我們技術(shù)的進步會不斷地滿足客戶實際的發(fā)展需要。我們設(shè)計的第一款變送器

18、是用于工業(yè)測試的，而現(xiàn)在我們的變送器已經(jīng)用于機械控制和過程控制，包括石油和天然氣領(lǐng)域。 我們的變送器也達到了食品和醫(yī)藥工業(yè)的衛(wèi)生過程標早在國MULLER+ZIEGLER繼電器公司由Max Muller和Karl Ziegler于1911年成立，對電流變送器就有很好的研究。</p><p>　　1.2電流變送器的發(fā)展概述</p><p>　　變送器是把傳感器采集到的微弱的電信號放大并轉(zhuǎn)送，或

19、將傳感器輸人的非電量轉(zhuǎn)換成電信號同時放大一邊供遠方測量和控制的信號源。根據(jù)需要還可以將模擬量變換成數(shù)字量。</p><p>　　集成電流變送器亦稱電流環(huán)電路，根據(jù)轉(zhuǎn)換原理的不同可以劃分成一下兩種類型：一種電壓/電流變送器，亦稱電流環(huán)接收器（典型產(chǎn)品為RCV420）,是現(xiàn)代工業(yè)現(xiàn)場較為常用模擬通訊方案之一，發(fā)將是電壓信號轉(zhuǎn)換為標準的電流信號從環(huán)路一端傳送到另一端，可實現(xiàn)長距離通訊，且不易受干擾，因而在工業(yè)現(xiàn)場中得到

20、廣泛的應(yīng)用，特別是在傳感和測量應(yīng)用反面。電流變送器使用標準在4~20mA 的電流信號。電流變送器有兩種類型:二線制和三線制。二線制變送器是電流變送器和傳感器位于現(xiàn)場端，在二線制傳輸方式中，供電源，負載電阻、變送器是串聯(lián)的，即二根導(dǎo)線同時傳送變送器所需的電源和輸出電流信號，其工作電源和信號公用一根導(dǎo)線。電流變送器使用電流信號作為傳輸信號，有較高的抗干擾能力，但由于傳輸距離較遠，加上工業(yè)現(xiàn)場的復(fù)雜性在設(shè)計上要考慮到抗干擾措施[1]。<

21、/p><p>　　1.3 XTR104應(yīng)用電路與同步串行接口</p><p>　　XTR104作為電橋信號輸人是4~20mA二線電流變送器，它將電橋激勵電路、信號放大電路、線性化校正電路、電流輸出電路等集成在一個芯片上，使實際應(yīng)用十分方便。由于該器件能適應(yīng)各種電橋信號輸入，總的變送誤差在較寬的溫度范圍內(nèi)（—40~+85），溫度差別小，具有較高的電源抑制比和共摸抑制比的優(yōu)良性能，因此，在工業(yè)過程

22、控制、檢測儀表等方面得到廣泛的應(yīng)用[2]。</p><p>　　Stellaris同步串行接口是與具有Freeseale SPI、Microwire或Texas Instruments同步串行接口的外設(shè)器件進行同步串行通信的主機或從機接口。</p><p>　　Stellaris SSI具有以下特性：</p><p>　　主機或從機操作：時鐘位速率和預(yù)分頻可編程,獨

23、立的發(fā)送和接收FIFO，16位寬，8個單元深；Freescale SPI、Mierowire或Texas Instruments同步串行接口的可編程操作；數(shù)據(jù)幀大小可編程。范圍為4～16位；內(nèi)部回送測試(1oopback test)模式，可以進行診斷／調(diào)試測試。</p><p>　　SSI對外設(shè)器件接收到的數(shù)據(jù)進行串行到并行的轉(zhuǎn)換。CPU訪問數(shù)據(jù)、控制和狀態(tài)信息。發(fā)送和接收路徑利用內(nèi)部FIFO存儲單元進行緩沖，該

24、FIFO能夠在發(fā)送模式和接收模式下獨立存儲多達8個16位值。</p><p>　　根據(jù)74HC595工作時序的要求，選用主控器件LM3S301同步串行接口技術(shù)中的Freescale SPI模式，根據(jù)所設(shè)置的數(shù)據(jù)大小，每個數(shù)據(jù)幀的長度均在4～16位之間，并且從最高有效位(MSB)開始發(fā)送[15]。</p><p>　　首先我們知道設(shè)計該顯示儀主要分為硬件設(shè)計跟軟件設(shè)計兩個部分。硬件方面主要是

25、根據(jù)設(shè)計書里面的主要內(nèi)容跟基本要求選擇合適的低功耗器件，在大學(xué)里學(xué)習(xí)了51單片機，但是我們都知道51單片機是8位處理器，還有復(fù)雜的指令集、功能差、操作弱、高功耗等特點，不能滿足我們設(shè)計的要求，所以要重新選擇一中合適的單片機。在老師的指導(dǎo)下對多種對多種元器件進行比較選擇，最后我們選擇了MSP430F2013單片機作為本次設(shè)計的主要低功耗器件。然后結(jié)合74HCC595的串入并出的驅(qū)動功能，使最后的數(shù)值能在led上顯示出來。然后就是軟件部分，

26、軟件部分主要包括MSP430F2013單片機的程序編寫。兩線制4～20mA電流傳輸使用非常廣泛，由于電流傳輸?shù)膬?yōu)越性和兩線制接線的方便性，這已經(jīng)成為了變送器行業(yè)的標準輸出。本文針對兩線制4～20mA 輸出的變送器設(shè)計了一個LED 顯示的表頭，使用了TI 公司的MSP430微處理器和一些放大器，穩(wěn)壓電源等器件。這是一個低成本單性能非常好的方案?？梢援a(chǎn)品化，而其方案成本比市場上的方案更低。目前市場上銷售的兩線制表頭主要LED,LCD 兩種形

27、式，，但本表頭設(shè)計的一大亮點就是他是無源的，可</p><p>　　第2章 顯示器的種類與選取</p><p>　　數(shù)字顯示儀是在模擬式指示儀表的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。特別在20世紀60年代末數(shù)字集成電路的出現(xiàn)，使數(shù)字顯示儀表得到迅速的發(fā)展。 </p><p>　　相對于其他顯示儀，數(shù)字顯示儀有一下特點：</p><p><b>　

28、　1 準確度高</b></p><p><b>　　2 靈敏度高</b></p><p><b>　　3 無讀數(shù)誤差</b></p><p>　　4 傳輸距離不受限制，與計算機通信</p><p>　　5 自診斷、自檢測不易判讀被測量的變化趨勢;數(shù)字跳動頻繁而影響判讀 </p>

29、;<p>　　隨著顯示儀發(fā)展的越來越成熟，數(shù)字顯示儀也已經(jīng)走向多元化。</p><p>　　2.1 LED點陣屏</p><p>　　LED點陣屏通過LED點陣組成，以紅色或綠色燈珠亮滅來顯示文字、圖片、動畫、視頻等，是各部分組件都模塊化的顯示器件，通常由顯示模塊、控制系統(tǒng)及電源系統(tǒng)組成。LED點陣顯示屏制作簡單，安裝方便，被廣泛應(yīng)用于各種公共場合，如汽車報站器、廣告屏以及

30、公告牌等。</p><p>　　2.1.1 LED點陣屏驅(qū)動</p><p>　　由LED點陣顯示器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可知，器件宜采用動態(tài)掃描驅(qū)動方式工作，由于LED管芯大多為高亮度，因此某行或某列的單體 LED驅(qū)動電流可選用窄脈沖，但其平均電流應(yīng)限制在20mA內(nèi)．多數(shù)點陣顯示器的單體LED的正向壓降約在2V左右．但大亮點∮10的點陣顯示器單體 LED的正向壓降約為6V。</p>

31、<p>　　大屏幕顯示系統(tǒng)一般是將由多個LED點陣組成的小模塊以搭積木的方式組合而成的，每一個小模塊都有自己的獨立的控制系統(tǒng)，組合在一起后只要引入一個總控制器控制各模塊的命令和數(shù)據(jù)即可，這種方法既簡單而且具有易展、易維修的特點。</p><p>　　LED點陣顯示系統(tǒng)中各模塊的顯示方式有靜態(tài)和動態(tài)顯示兩種。靜態(tài)顯示原理簡單、控制方便，但硬件接線復(fù)雜，在實際應(yīng)用中一般采用動態(tài)顯示方式，動態(tài)顯示采用掃描的方

32、式工作，由峰值較大的窄脈沖驅(qū)動，從上到下逐次不斷地對顯示屏的各行進行選通，同時又向各列送出表示圖形或文字信息的脈沖信號，反復(fù)循環(huán)以上操作，就可顯示各種圖形或文字信息。</p><p>　　2.1.2 LED點陣屏分類</p><p>　　LED點陣屏有單色和雙色兩類，可顯示紅，黃，綠，橙等。LED點陣有4×4、4×8、5×7、5×8、 8×

33、;8、16×16、24×24、40×40等多種；根據(jù)圖素的數(shù)目分為等，雙原色、三原色等，根據(jù)圖素顏色的不同所顯示的文字、圖像等內(nèi)容的顏色也不同，單原色點陣只能顯示固定色彩如紅、綠、黃等單色，雙原色和三原色點陣顯示內(nèi)容的顏色由圖素內(nèi)不同顏色發(fā)光二極體點亮組合方式?jīng)Q定，如紅綠都亮?xí)r可顯示黃色，假如按照脈沖方式控制二極體的點亮?xí)r間，則可實現(xiàn)256或更高級灰度顯示，即可實現(xiàn)真彩色顯示。</p><

34、;p>　　2.1.3 點陣屏的特點</p><p>　　亮度高：相對0603或0805等形式的分立表貼，LED可以有更多的光通量被反射出。</p><p>　　可實現(xiàn)超高密度：室內(nèi)可高達62.500點/平米（P4）</p><p>　　混色好：利用發(fā)光器件本身的微化處理和光的波粒二象性，使得紅光粒子，純綠光光粒子種粒子都將得到充分地相互混合攪勻。</p

35、><p>　　環(huán)境性能好：耐濕、耐冷熱、耐腐蝕</p><p>　　抗靜電性能優(yōu)勢超強：制作環(huán)境有著嚴格的標準還有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的絕緣設(shè)計。</p><p>　　可視角度大：140度（水平方向）</p><p>　　通透性高: 新一代點陣技術(shù)憑借晶片自身的高度純度性能，以及幾近100%通率的環(huán)氧樹脂材料，達到了接近完美的通透率</p>&

36、lt;p>　　從上面我們了解到LED點陣屏功能十分全面能顯示能顯示圖片、動畫等等十分復(fù)雜的信號，各種特點也十分突出。但是功能越強也意味著點陣屏的結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，然而我們所要設(shè)計的是顯示3位數(shù)字的輸出，對于圖片動畫的沒有要求的，所以把點陣屏用做本設(shè)計的數(shù)字顯示很不合適。</p><p><b>　　2.2 液晶顯示</b></p><p>　　液晶顯示器(LCD)

37、是現(xiàn)在非常普遍的顯示器。它具有體積小、重量輕、省電、輻射低、易于攜帶等優(yōu)點。液晶顯示器（LCD）的原理與陰極射線管顯示器（CRT）大不相同。LCD是基于液晶電光效應(yīng)的顯示器件。包括段顯示方式的字符段顯示器件；矩陣顯示方式的字符、圖形、圖像顯示器件；矩陣顯示方式的大屏幕液晶投影電視液晶屏等。液晶顯示器的工作原理是利用液晶的物理特性，在通電時導(dǎo)通，使液晶排列變得有秩序，使光線容易通過；不通電時，排列則變得混亂，阻止光線通過。但是同樣對于本設(shè)

38、計所要求的只顯示3位數(shù)字來說有點小題大做了。而且液晶顯示的設(shè)計也相對比較困難。不適合本實驗的數(shù)字顯示。</p><p>　　2.3 LED數(shù)碼管</p><p>　　LED數(shù)碼管（LED Segment Displays）是由多個發(fā)光二極管封裝在一起組成“8”字型的元器件，引線已在內(nèi)部連接完成，只需引出它們的各個筆劃、公共電極。LED數(shù)碼管常用段數(shù)一般為7段有的另加一個小數(shù)點，還有一種是

39、類似于3位“+1”型。位數(shù)有半位，1，2，3，4，5，6，8，10位等等....，LED數(shù)碼管根據(jù)LED的接法不同分為共陰和共陽兩類，了解LED的這些特性，對編程是很重要的，因為不同類型的數(shù)碼管，除了它們的硬件電路有差異外，編程方法也是不同的。圖2是共陰和共陽極數(shù)碼管的內(nèi)部電路，它們的發(fā)光原理是一樣的，只是它們的電源極性不同而已。顏色也有幾種。LED數(shù)碼管廣泛用于儀表，時鐘，車站，家電等場合。選用時要注意產(chǎn)品尺寸顏色，功耗，亮度，波長等

40、等。下面介紹下常用LED數(shù)碼管內(nèi)部引腳圖。</p><p>　　圖1 這是一個7段兩位帶小數(shù)點 10引腳的LED數(shù)碼管</p><p>　　圖 2.1LED數(shù)碼管圖</p><p>　　數(shù)碼管分為共陽極的LED數(shù)碼管、共陰極的LED數(shù)碼管兩種。下圖例舉的是共陽極的LED數(shù)碼管，共陽就是7段的顯示字碼共用一個電源的正。led數(shù)碼管原理圖示意：</p>&

41、lt;p>　　圖2.2 引腳示意圖</p><p>　　從上圖可以看出，要是數(shù)碼管顯示數(shù)字，有兩個條件：1、是要在VT端（3/8腳）加正電源；2、要使（a,b,c,d,e,f,g,dp)端接低電平或“0”電平。這樣才能顯示的。 </p><p>　　共陽極LED數(shù)碼管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖圖2.3：</p><p>　　圖2.3 共陽極LED數(shù)碼管的內(nèi)部結(jié)

42、構(gòu)原理圖</p><p>　　共陰極LED數(shù)碼管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖：</p><p>　　圖2,4 共陰極LED數(shù)碼管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖</p><p>　　表2.1 顯示數(shù)字對應(yīng)的二進制電平信號</p><p>　　LED數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動電路來驅(qū)動數(shù)碼管的各個段碼，從而顯示出我們需要的數(shù)位，根據(jù)LED數(shù)碼管的驅(qū)動方式的不同，我們可以

43、把他分為靜態(tài)式和動態(tài)式兩類。</p><p>　　2.3.1 靜態(tài)顯示驅(qū)動 </p><p>　　靜態(tài)驅(qū)動也稱直流驅(qū)動。靜態(tài)驅(qū)動是指每個數(shù)碼管的每一個段碼都由一個單片機的I/O口進行驅(qū)動，或者使用如BCD碼二-十進位轉(zhuǎn)換器進行驅(qū)動。靜態(tài)驅(qū)動的優(yōu)點是編程簡單，顯示亮度高，缺點是占用I/O口多，如驅(qū)動5個數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要5×8＝40根I/O口來驅(qū)動，要知道一個89S51單片機可用

44、的I/O口才32個呢。故實際應(yīng)用時必須增加驅(qū)動器進行驅(qū)動，增加了硬體電路的復(fù)雜性。</p><p>　　2.3.2 動態(tài)顯示驅(qū)動 </p><p>　　數(shù)碼管動態(tài)顯示介面是單片機中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動態(tài)驅(qū)動是將所有數(shù)碼管的8個顯示筆劃"a,b,c,d,e,f,g,dp "的同名端連接在一起，另外為每個數(shù)碼管的公共極COM增加位選通控制電路，位選通由各自獨

45、立的I/O線控制，當(dāng)單片機輸出字形碼時，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是哪個數(shù)碼管會顯示出字形，取決于單片機對位元選通COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管是不會亮的。</p><p>　　透過分時輪流控制各個LED數(shù)碼管的COM端，就使各個數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動態(tài)驅(qū)動。在輪流顯示過程中，每位數(shù)碼管的點亮?xí)r間為1～2ms，由于人的視覺暫留

46、現(xiàn)象及發(fā)光二極體的余輝效應(yīng)，盡管實際上各位數(shù)碼管并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示資料，不會有閃爍感，動態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的I/O口，而且功耗更低。</p><p>　　對于LED數(shù)碼管的研究我們不難發(fā)現(xiàn)它很適合本設(shè)計要求的數(shù)字顯示，本設(shè)計要求的是直接利用電流變送器的電流工作無需加電源。所以強調(diào)的是低功耗，而LED數(shù)碼管能在低電壓、小電流的情況下驅(qū)動發(fā)光，

47、并且能與CMOS、ITL等電路兼容。還有本設(shè)計需要做出實物，LED數(shù)碼管也可放在PCB電路板上按紅綠蘭順序呈直線排列，以專用驅(qū)動芯片控制。而且數(shù)碼管體積小、重量輕、抗沖擊能力強，發(fā)光時間極短，高頻特性好，單色性好，亮度高。 所以很是適合本設(shè)計的數(shù)字顯示。</p><p>　　第3章 硬件的方案與設(shè)計</p><p>　　硬件電路設(shè)計的系統(tǒng)總體框圖如圖所示，電流變送器輸送的電流信號經(jīng)過LM

48、V358放大器將信號放大輸人到MSP430F2013單片機的A/D轉(zhuǎn)換通道，單片機將電流信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字量進行處理后通過LED顯示出來，在過程中采用74HC595作為驅(qū)動芯片達到設(shè)計要求的至少顯示3位數(shù)值。整個電路實施方式如下所述：</p><p>　　圖3.1電路總體框圖</p><p>　　3.1 　MSP430F2013的特點</p><p>　　MSP430F

49、2013是一款高性能16位微控制器。它的工作頻率高達16M IPS,且無需任何外部器件,其全面可編程時鐘在整個溫度與電壓范圍內(nèi)非常穩(wěn)定,能夠在< 1μs的時間內(nèi)從超低功耗500mA待機模式喚醒到全速工作模式。在外圍擴展方面,MSP430F2013還集成了16位Σ - ΔAD、16位定時器、看門狗定時器、調(diào)電檢測(BOR) 、USI通訊模塊(支持SP I, I2C)等,MSP430F2013的MCU平臺可滿足對超低功耗工業(yè),如計量、

50、便攜式儀表以及智能傳感的需要。如圖：</p><p>　　圖3.2 MSP430F2013單片機</p><p>　　上圖就是我們所用到的MSP430F2013單片機的原理圖，信號從左邊輸入經(jīng)單片機處理再從顯示器顯示出來，其中圖中的D2、D3、D4分別控制LED三個數(shù)碼管的顯示，DATA、CLK端連接驅(qū)動電路實現(xiàn)輸出數(shù)據(jù)的傳送。</p><p>　　然后我們知道MS

51、P430F2013單片機具有很高的集成度，可完成信號的放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換、軟件濾波, 同時將處理的轉(zhuǎn)換結(jié)果進行A/D轉(zhuǎn)換。AD轉(zhuǎn)換后將16位數(shù)字信號以4～20mA電流環(huán)輸出,為滿足信號傳輸過程中對噪聲、安全性和距離等方而的要求,在MCU和AD轉(zhuǎn)換之間通過光電隔離。</p><p>　　通過設(shè)定SD16AE和SD16 INCTL0,使得P1.0和P1.1的工作狀態(tài)分別為A0+、A0- 。系統(tǒng)采用內(nèi)部參考電壓,測量信號的

52、電壓輸入為0～500 mV,在前端模擬量的輸入要用穩(wěn)壓管進行限幅。系統(tǒng)可以根據(jù)外界信號的大小調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換的精度,只需拉高P2.6同時調(diào)節(jié)外部輸入的模擬量為所測量的最大值,這時系統(tǒng)將自動調(diào)整PGA (程控增益放大器)。以穩(wěn)定內(nèi)部調(diào)整器工作放大器和外部晶體管構(gòu)成的反饋回路。調(diào)整電壓輸出VCC為+3V. 由于外接調(diào)整管2SK30A提供的電流較小,所以使用了NPN型三極管直接從供電回路獲得4～20mA電流。</p><p>

53、　　3.2 LED及其驅(qū)動電路</p><p>　　由于MSP430F2013單片機的驅(qū)動能力比較弱，不能滿足設(shè)計所要求的顯示儀顯示3位數(shù)值，雖然可以三極管設(shè)計一個驅(qū)動電路來實現(xiàn)，但是這樣對于單片機的I/O串行借口要求比較高，msp430F2013單片機很難實現(xiàn)，所以再三考慮后選擇了74HC595寄存器來實現(xiàn)。</p><p>　　LED 驅(qū)動采用動態(tài)定時刷新驅(qū)動，采用一片74HC595

54、作為段驅(qū)動芯片，每一段單獨限流。LED 數(shù)碼管需要采用高亮的型號才能保證在次低功耗電路中的亮度。74HC595采用兩線驅(qū)動，將鎖存線與時鐘線合在一塊，節(jié)省單片機的IO 口。74HC595芯片自身靜態(tài)功耗很低。位驅(qū)動采用單片機管腳直接驅(qū)動。</p><p>　　74HC595 是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的通用移位寄存器, 并行輸出端具有輸出鎖存功能。顯示器由4 個LED 數(shù)碼管構(gòu)成, LED 數(shù)碼管的段選碼與位選碼由

55、2 片74HC595 移位寄存器控制; 移位寄存器的控制信號由主控器件LM3S301 產(chǎn)生, 通過SQH 引腳和SER 引腳級聯(lián)2 片74HC595,將74HC595 的移位時鐘信號( SCK) 、鎖存時鐘信號(RCK) 、串行數(shù)據(jù)信號( SI) 分別接控制器LM3S301的SSICLK、SSIFss、SSITx 引腳。74HC595是具有8位移動寄存器和一個存儲器，三態(tài)輸出功能。74HC595是具有8位移位寄存器和一個存儲器，三態(tài)輸出

56、功能。 移位寄存器和存儲器是分別的時鐘。數(shù)據(jù)在SCHcp的上升沿輸入，在stcp的上升沿進入的存儲寄存器中去。如果兩個時鐘連在一起，則移位寄存器總是比存儲寄存器早一個脈沖。移位寄存器有一個串行移位輸入（Ds），和一個串行輸出（Q7’）,和一個異步的低電平復(fù)位，存儲寄存器有一個并行8位的，具備三態(tài)的總線輸出，當(dāng)使能 OE時（為低電平），存儲寄存器的數(shù)據(jù)輸出到總線。</p><p>　　圖3.3 74HC595驅(qū)動電

57、路</p><p>　　74HC595各個引腳的功能：</p><p>　　Q1~7 是并行數(shù)據(jù)輸出口，就是儲寄存器的數(shù)據(jù)輸出口</p><p>　　Q7' 串行輸出口，其應(yīng)該接SPI總線的MISO接口。</p><p>　　STcp 存儲寄存器的時鐘脈沖輸入口。</p><p>　　

58、SHcp 移位寄存器的時鐘脈沖輸入口。</p><p>　　OE 輸出使能端，低電平有效。</p><p>　　MR 芯片復(fù)位端，低電平有效。</p><p>　　Ds 串行數(shù)據(jù)輸入端。</p><p><b>　　應(yīng)用說明：</b></p><p>　　每當(dāng)s

59、pi-shcp上升沿到來的時侯，spi-ds引腳當(dāng)前電平值在移位寄存器中左移一位，在下一個上升沿到來時移位寄存器中的所有位都會向左移一位，同時Q7'也會串行輸出移位寄存器中高位的值，這樣連續(xù)進行8次，就可以把數(shù)組中每一個數(shù)（8位的數(shù)）送到移位寄存器； 然后當(dāng)spi_stcp上升沿到來時，移位寄存器的值將會被鎖存到鎖存器里，并從Q1~7引腳輸出。</p><p>　　圖3.4 管腳示意圖</p>

60、<p><b>　　管腳說明：</b></p><p>　　圖3.5 管腳的輸入輸出圖</p><p>　　常見的多位數(shù)碼管顯示器驅(qū)動電路是將所有的N 位段選碼并聯(lián), 由一片74HC595 控制, 其電路圖如下圖 所示。由于所有LED 的段選碼是由一個74HC595 并行輸出端口控制, 因此, 每一時刻, N位LED 顯示相同字符。若每位顯示不同字符,

61、就必須采用掃描的方法, 即在每一時刻只使用一位顯示字符。此時, 74HC595 并行輸出端口輸出響應(yīng)字符段選碼, 而位選則控制I/O 端口在該顯示位送入的選通電平, 以保證該位顯示響應(yīng)字符。如此輪流, 使每位分時顯示該位字符。由于74HC595 具有鎖存的功能, 而且串行輸入段選碼需要一定時間, 因此, 無需延現(xiàn)象即可獲得視覺暫留效果。但是, 此種方法有兩個缺點：硬件方面: N 位LED顯示要求N 條I/O 端口線, 需要占用較多的主控

62、器件端口, 使得端口的使用率降低; 軟件方面: 為實現(xiàn)串行移位及鎖存輸出功能, 需編寫專門的源程序產(chǎn)生74HC595 所需的標準工作時序, 代碼比較長, 且調(diào)試的升級十分繁瑣。</p><p>　　圖3.6 動態(tài)顯示驅(qū)動電路圖</p><p>　　3.3 MCU及A/D采集</p><p>　　MCU 采用TI 公司新推出的MSP430F2013型單片機。他是一個

63、16位的超低功耗單片機，內(nèi)部資源具有2KB 的FLASH,一個具有兩個定時模塊的定時器，F(xiàn)LASH 信息存儲器，16位的A/D 轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部1.2.4.8.16.32倍的PGA 放大器，內(nèi)部DCO 振蕩器，以及內(nèi)部低頻VLO 振蕩器，低電壓復(fù)位監(jiān)視器，復(fù)位電路，以及j 調(diào)試接口。MSP430F2013芯片內(nèi)部資源豐富，幾乎不用添加外部器件就可以獨立工作，而其功耗可以使用靈活的時鐘模塊和低功耗模式達到超低功耗的目的，所以本設(shè)計采用此芯片能

64、達到超低功耗的性能。</p><p>　　3.4 電流取樣與供電電路</p><p>　　電源我們采用TI的并聯(lián)基準電壓TL431芯片，他是一個良好的熱穩(wěn)定性能的三端可調(diào)分流并聯(lián)型的穩(wěn)壓電源，自身穩(wěn)壓功耗大約100μA左右,穩(wěn)壓在3V左右。對于設(shè)計要求比較復(fù)合。電流在4mA時可以大約供出電流3.9mA，在20mA時通過自身流過多余的16mA電流，所以輸出電壓一直是穩(wěn)定的。此電壓作為表頭整

65、機電源。TL431電路接法采用典型應(yīng)用電路，只要注意最小工作電流要滿足要求即可。電路中具有一個防止接反二極管C1保護 。</p><p>　　圖3.7 電流的取樣與供電</p><p><b>　　3.5 放大器</b></p><p>　　由于MSP430F2013的A/D 輸入共模電壓范圍不能低于地，所以如果要采集回路電流，必須將回路電流

66、使用運算放大器放大采集回來，所以使用放大器反向放大方法將采集電阻上的電壓反向放大到A/D 的共模范圍內(nèi)，這樣就可以正確的采集了，但是放大器的共模電壓范圍也比較窄，本設(shè)計采用的是低電壓低功耗的普通單電源放大器，所以要使放大器正常工作，必須給放大器提供負電源才可以。負電源產(chǎn)生的方法比較多，可以使用專用的芯片來實現(xiàn)，如ICL7660等，但是考慮到電路板面積和成本，本設(shè)計采用單片機輸出矩形波，然后使用二極管整流方法，使用了兩個電容和兩個二極管即

67、可達到要求。成本優(yōu)勢十分明顯，電路也更加簡捷。負電源共給放大器使用，我們選擇TI 公司的LMV358放大器：</p><p>　　圖3.8 電流取樣與反向放大電路</p><p>　　此放大器功耗很低大約100μA 左右。負電源絕對可以滿足放大器的要求。單片機輸出矩形波方法橫多，可以使單片機輸出內(nèi)部時鐘，或者使用定時器輸出?；芈冯娏鞑杉ㄟ^在系統(tǒng)地線以下接20歐姆的電流采樣電阻，被告測

68、量電流最大值由電流變送器決定，一般為20mA，即所取電壓最大值為400mV。而送至單片機A/D輸入的最高電壓為600mV（由單片機內(nèi)部設(shè)定），因此，放大器的電壓增益為</p><p><b>　　倍</b></p><p>　　決定電壓增益的電阻R4、R5、R7均取為10kΩ電阻，其中R7采用精密可調(diào)電位器。電阻要求溫漂要小,對精度要求不大。人機接口使用2個按鍵以及4

69、位LED 數(shù)碼管，單片機采集按鍵狀態(tài)，驅(qū)動LED數(shù)碼管與操作者交互。按鍵所采用獨立端口按鍵。</p><p>　　3.6 成型總電路圖</p><p>　　到這里我們的硬件設(shè)計也基本完成了，本設(shè)計中運用了多種比較有針對性的器件。比如選擇LMV358放大器是因為功耗很低只有100μA左右，選擇用74HC595做驅(qū)動芯片，是因為它是采用雙線驅(qū)動，將鎖存線與時鐘線合在一起，從而可以節(jié)省單片機的

70、接口；選擇MSP430F2013單片機是因為該單片機的基本構(gòu)架是16位的，有運算速度快、編程效率高、抗干擾能力強等等特點，最重要是MSP430單片機的低功耗是其他單片機無法比擬的。通過對這些元器件的熟知和設(shè)計原理的認識，可以輕松的設(shè)計出完成的成型電路。</p><p>　　圖3.9總體方案電路圖</p><p><b>　　第4章 軟件的設(shè)計</b></p>

71、;<p>　　4.1 MSP430單片機原理</p><p>　　在結(jié)構(gòu)上MSP430系列單片機集成了一部計算機的各個基本組成部分。雖然其工作原理與普通微機并無差異，但MSP430系列單片機在結(jié)構(gòu)上更加突出了體積小、功能強、面向控制的特點，具有很高的性能價格比[2]。</p><p>　　1．MSP430系列單片機由CPU、存儲器和外圍模塊組成，這些部件通過內(nèi)部地址總線、數(shù)

72、據(jù)總線和控制總線相連構(gòu)成單片微機系統(tǒng)。</p><p>　　2. MSP430的內(nèi)核CPU結(jié)構(gòu)是按照精簡指令集的宗旨來設(shè)計的。具有豐富的寄存器資源、強大的處理控制能力和靈活的操作方式。</p><p>　　3. MSP430的存儲器結(jié)構(gòu)采用了統(tǒng)一編址方式，可以使得對外圍模塊寄存器的操作象普通的RAM單元一樣方便、靈活。MSP430存儲器的信息類型豐富，并具有很強的系統(tǒng)外圍模塊擴展的能力[3

73、]</p><p>　　4.2 MSP430單片機的微功耗特點及保護器</p><p>　?。?）高集成度的完全單片化設(shè)計。</p><p>　　將很多外圍模塊集成到了MCU芯片中，增大硬件的容量。內(nèi)部以低功耗、低電壓的原則設(shè)計，這樣系統(tǒng)不僅功能強、性能可靠、成本降低，而且便于進一步微型化和便攜化。 </p><p>　　（2）內(nèi)部電路可選

74、擇性工作。</p><p>　　MSP430F2013單片機可以通過特殊功能寄存器選擇使用不同的功能電路，即依靠軟件選擇其中不同的外圍功能模塊，對于不使用的模塊使其停止工作，以減少無效的功耗。 </p><p>　?。?）具有高速和低速兩套時鐘。</p><p>　　系統(tǒng)運行頻率越高，電源功耗就會相應(yīng)增大。為更好地降低功耗，該單片機可采用三套獨立的時鐘源：高速的主時

75、鐘、低頻時鐘（如32.768kHz）以及DCO片內(nèi)時鐘?？稍跐M足功能需要的情況下按一定比例降低MCU主時鐘頻率，以降低電源功耗。在不需要高速運行的情況下，可選用副時鐘低速運行，進一步降低功耗。通過軟件對特殊功能寄存器賦值可改變CPU的時鐘頻率，或進行主時鐘和副時鐘切換。</p><p>　?。?）具有多種節(jié)能工作模式。</p><p>　　MSP430單片機具有五種節(jié)能模式：LPM0、LP

76、M1、LPM2、LPM3、LPM4。這五種模式為其功耗管理提供了極好的性能保證。圖1顯示了活動狀態(tài)（AM）與各種節(jié)能模式下消耗的實際工作電流大小[14] </p><p>　　新型的智能保護裝置使用雙CPU結(jié)構(gòu)，采用兩片MSP430單片機作為控制器，分別為主控單片機和輔助控制單片機。主控單片機通過自帶的ADC模塊測量電網(wǎng)電壓、電流、剩余電流、有功功率和變壓器溫度等信息。主控單片機根據(jù)測量得到的信息控制繼電器完成過

77、熱保護、智能限電與反時限切除負載等功能。而且主控單片機通過自帶的異步串行接口控制GSM通訊控制模塊，這樣裝置可以把各種電網(wǎng)信息與各支路繼電器分合狀態(tài)發(fā)給號碼簿上的手機用戶，而用戶也可以通過手機完成儀器自檢和各支路的分合閘等操作[5]。</p><p>　　輔助單片機通過自帶的ADC模塊實時采集電網(wǎng)的線路電流與剩余電流，在線路電流過大時，第一時間向主控單片機發(fā)出信號指令；而在剩余電流過大時，在設(shè)定時限后立即向主控單

78、片機發(fā)出信號指令。主控單片機將該信號指令作為優(yōu)先級最高的中斷信號，然后立即進行跳閘操作。這樣就達到了在線路電流過大與發(fā)生觸電事故時快速動作的目的，此外輔助單片機還可作為主單片機的定時器[6`7]。在對線路電流的監(jiān)測過程中，當(dāng)線路電流超過額定值的500％時，輔助單片機立即向主單片機輸出跳變信號，而主控單片機接到信號后立即驅(qū)動主繼電器執(zhí)行跳閘操作；而當(dāng)線路電流超過額定電流而小于額定電流的500％時，主控單片機延遲一段時間后驅(qū)動支路繼電器執(zhí)行

79、跳閘操作，延遲的時間原則上與線路電流超過額定值的程度成反比，而支路繼電器的跳閘的順序則遵循循環(huán)限電的原則，力求達到公平[8]。在對剩余電流進行監(jiān)測過程中，儀器可以根據(jù)四個小時內(nèi)剩余電流的最大值來自動的選擇跳閘的檔位，可以保證在不同天氣環(huán)境狀況下剩余電流的保護都能穩(wěn)定的動作，此外，儀器可以對剩余電流保護動作的時間進行設(shè)定，從而使支路保護和總保護都能準確的動作。16個鍵組成的鍵盤可以方便的完成人機交互</p><p>

80、;<b>　　4.3 程序的編寫</b></p><p>　　系統(tǒng)軟件主要需要完成以下功能，A/D 采集，負電壓產(chǎn)生，LED 動態(tài)驅(qū)動，菜單化參數(shù)設(shè)定以及標定，按鍵檢測，參數(shù)存儲及讀取。所以要根據(jù)以上要求分配單片機內(nèi)部資源。A/D 設(shè)定：A/D 的設(shè)定主要是設(shè)定其工作方式，連續(xù)與單次工作方式，設(shè)置模擬采集通道，圖中采用A0和A1通道，設(shè)定A0通道連接外部管教，A1接內(nèi)部地。設(shè)定A/D 的時鐘

81、，設(shè)定輸出2進制碼格式等。定時器設(shè)定：定時器主要完成方波輸出，以及LED 定時刷新。采用中斷方式。分配內(nèi)部模塊CCR1為定時輸出方波脈沖，脈沖頻率可調(diào)，比內(nèi)部時鐘輸出更加靈活。內(nèi)部模塊0作為定時器，大約定時在16ms 左右，這樣刷新LED 的頻率在60Hz 左右，不會頻閃，在模塊0定時周期內(nèi)檢測按鍵，按鍵檢測的速度有點快，可以在內(nèi)部對此時間分頻，比如每6個中斷檢測一次按鍵即可。校準和設(shè)定參數(shù)保存讀?。菏褂脝纹瑱C內(nèi)部的FLASH 信息存儲

82、器作為存儲器，每次校準完畢保存，每次上電再讀取。MSP430F2013單片機的FLASH 只有2kB，所以要完成本表頭的設(shè)計工作。需要的是仔細的編寫程序，要節(jié)約每一個存儲空間，巧妙的編程思路和方法。</p><p>　　編程思路是這樣的：先對相關(guān)的端口寄存器進行初始化，啟動看門狗后，讀取并處理A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)，取得LED字型后最后顯示出來。整個軟件流程圖如下框圖所示：</p><p>　　

83、圖4.1 軟件流程圖</p><p>　　單片機內(nèi)部數(shù)據(jù)處理顯示部分說明：首先，在程序中先定義一個數(shù)值index然后對其取值，并把值放到result的數(shù)組里面，取完32次值后程序完成結(jié)束。然后執(zhí)行下一個語句，首先對Average進行清零。然后對result數(shù)組里面的值進行累加。因為要累加32次，為了避免程序的繁瑣，這里我用了一個循環(huán)語句來實現(xiàn)功能。之后是對已累加完成的Average取平均值。實現(xiàn)的方法是對已完成的

84、Average向左移動5位取值，程序的數(shù)值都以二進制存在，向左移動5位正好縮小32倍，從而取得平均值。接著是對數(shù)值的輸出，比如我們最后要輸出的數(shù)字是258，首先我們對該數(shù)值縮小100倍取整數(shù)，然后輸人對應(yīng)的數(shù)碼管0位顯示數(shù)值2。接著我們在用原Average中的數(shù)值減去Dispbuf[0]中放大100倍后的數(shù)值（也就是200）并縮小10倍取整數(shù)，然后輸人對應(yīng)的數(shù)碼管1位顯示數(shù)值5.最后還是用原Average的數(shù)值減去dispbuf[0]中

85、放大100倍后的數(shù)值和dispbuf[1]中放大10倍后的數(shù)值（258-200-50=8）,輸人對應(yīng)的數(shù)碼管2顯示出來。基本程序如下：</p><p>　　#pragma vector = SD16_VECTOR</p><p>　　__interrupt void SD16ISR(void)</p><p><b>　　{ </b><

86、;/p><p>　　static uchar index;</p><p>　　Results[index++] = SD16MEM0; // Move results, IFG is cleared</p><p>　　if(index == 32)</p><p>　　{ uchar i;<

87、/p><p>　　Average = 0;</p><p>　　for(i = 0; i < 32; i++)</p><p>　　Average += Results[i];</p><p>　　Average >>= 5; // 向左移動5位，平均值/32</p>&

88、lt;p>　　Average *=600; // 平均值放大600倍</p><p>　　Average >>=16 ; // 向左移動16位，平均值/65536 </p><p>　　index = 0;</p>&

89、lt;p>　　DispBuf[0] = Average/100; //顯示最后的值</p><p>　　DispBuf[1] = (Average - DispBuf[0]*100)/10;</p><p>　　DispBuf[2] = (Average - DispBuf[0]*100 - DispBuf[1]*10); </p><p&

90、gt;　　_BIC_SR_IRQ(LPM0_bits); // Clear LPM0</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　第五章 調(diào)試</b></p><p>　　在完成

91、電路的設(shè)計后，我們用protel99 SE軟件把設(shè)計已經(jīng)完成的電路制作成pcb板。當(dāng)然制作PCB版也有許多需要注意的事項。</p><p>　　元器件布局時，在網(wǎng)表輸入以后，所有的元器件都會放在工作區(qū)的零點，重疊在一起，下一步的工作就是把這些元器件分開，按照規(guī)則擺放整齊，即元器件布局。我用的是手工布局，布局的首要原則是保證布線的布通率，移動器件時注意飛線的連接，把有連線關(guān)系的器件放在一起。所以在有數(shù)字器件和模擬器

92、件時要分開，盡量遠離，去耦電容盡量靠近器件的VCC 。還有就是在放置器件時要考慮以后的焊接，不要太密集。然后就是步線了，布線我同樣選擇用手工布線，因為自動布線不能把電路圖布的很有規(guī)則，對于之后生成的PCB板有很大的影響。而且在一些特殊封裝也只能用手工布線。還有就是在PCB板制作的過程中也學(xué)會了很多需要注意的地方：比如電源線和地線盡量加粗， 去耦電容盡量與VCC直接連接，將所有的器件管腳設(shè)置為熱焊盤方式，做法是將Filter設(shè)為Pins，

93、選中所有的管腳，修改屬性，在Thermal選項前打勾等等。電路圖PCB圖如下所示：</p><p>　　圖5.1 PCB板示意圖</p><p>　　然后將設(shè)計好的PCB圖打印出來，經(jīng)過熱轉(zhuǎn)印將PCB電路圖印制在覆銅板上；接著，將覆銅板放在濃鹽酸加雙氧水的溶解液里腐蝕；最后，將腐蝕好的電路板進行鉆孔，涂上松香水晾干，等待焊接元器件。根據(jù)電路原理圖確定所需的電子元器件清單，將各元器件按PCB

94、位置放好進行焊接。電路板焊接好以后，首先要做的是檢查電路板是否存在短接，虛焊等情況。對壞掉的地方進行修補。電路調(diào)試這一環(huán)節(jié)很重要，硬件電路的調(diào)試成功是軟件系統(tǒng)能夠運行的前提。在電路板通上電以前一定要確保電路的正確性，尤其是不能出現(xiàn)電源短路的情況。否則，電路有被燒壞的危險。硬件調(diào)試時，首先要根據(jù)電路原理圖，對重要的信號節(jié)點，數(shù)據(jù)線進行測量，確保得到的值是符合原本設(shè)計要求的。最后下載程序，把編程好的程序燒寫進單片機。然后調(diào)試，完成最后的顯示

95、工作,如下圖所示。不過在最后完成調(diào)試時發(fā)現(xiàn)本設(shè)計電流范圍在3~25mA，覆蓋了設(shè)計要求的4~20mA。進過多次試驗發(fā)現(xiàn)在通以3mA的電流時，在暗環(huán)境下，顯示儀能清楚的顯示出數(shù)字。 最重要還是程序的編寫，一個好的軟件系統(tǒng)將是一個系統(tǒng)最終成功的保證。</p><p><b>　　圖5.2總體實物圖</b></p><p><b>　　總結(jié)</b>&l

96、t;/p><p><b>　　該系統(tǒng)的突出特點：</b></p><p>　　一：在于使用了 TI 的 MSP430F2013 單片機，并充分的使用了內(nèi)部資源，達到電路簡捷，成本低的特點。</p><p>　　二：合理的利用74HC595寄存器來彌補MSP430F2013單片機驅(qū)動能力弱、I/O串行接口不足的問題</p><p&

97、gt;　　三：巧妙的負電源發(fā)生電路以及回路電流的采集。</p><p>　　四：并聯(lián)型的穩(wěn)壓電源的使用，確保電路代工作電壓的穩(wěn)定和回路電流的通過。</p><p>　　從去年11月份開始了我的畢業(yè)設(shè)計的工作，時至今日，論文基本完成。在剛確定論文設(shè)計的題目后，我就開始著手資料的收集，在指導(dǎo)老師的指點下，通過各種渠道開始準備工作—通過網(wǎng)絡(luò)、圖書館搜集相關(guān)學(xué)術(shù)論文、核心期刊、書籍等。通過一個月的

98、深入學(xué)習(xí)，搜集了一大堆與畢業(yè)設(shè)計相關(guān)的資料，盡量使我的資料完整、精確、數(shù)量多，這有利于論文的撰寫。并在與指導(dǎo)老師的溝通與探討后，確定了設(shè)計的基本綱要。發(fā)現(xiàn)了MCS-51的單片機不能滿足設(shè)計低功耗的要求，經(jīng)過再三比較后，選擇了MSP430F2013單片機來完成設(shè)計。然而，我在這之前對MSP430F2013單片機一點都沒有接觸過，可以說是一片空白。所以只能從頭學(xué)起，通過自學(xué)，網(wǎng)上查找資料，請教專業(yè)課老師使自己對MSP430F2013單片機有

99、進一步的認識。對于方案中要求LED顯示至少三位數(shù)值比較頭疼，對于驅(qū)動電路進行比較，最后選擇了74HC595集成電路來實現(xiàn)。</p><p>　　從最初的茫然，到慢慢的進入狀態(tài)，再到對思路逐漸的清晰，整個寫作過程難以用語言來表達。歷經(jīng)了幾個月的奮戰(zhàn)，緊張而又充實的畢業(yè)設(shè)計終于落下了帷幕。在整個畢業(yè)論文設(shè)計的過程中我學(xué)到了做任何事情所要有的態(tài)度和心態(tài)，對于出現(xiàn)的任何問題和偏差都不要輕視，要通過正確的途徑去解決，在做事

100、情的過程中要有耐心和毅力，不要一遇到困難就打退堂鼓，只要堅持下去就可以找到思路去解決問題的。</p><p>　　在設(shè)計期間非常感謝陳老師給我的幫助，不厭其煩的幫我們解決出現(xiàn)的問題，在設(shè)計上也給我們很好的建議，使我能夠順利的完成畢業(yè)設(shè)計。在這次畢業(yè)設(shè)計中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對我們更好的理解知識，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)們?；叵脒@段日子的經(jīng)

101、歷和感受，我感慨萬千，在這次畢業(yè)設(shè)計的過程中，我擁有了無數(shù)難忘的回憶和收獲。</p><p><b>　　【參考文獻】</b></p><p>　　[1]范羽．電流變送器原理及在工業(yè)上的應(yīng)用[J]．廣西輕工業(yè)，2010.5. </p><p>　　[2]Chris Nagy embedded systems design using the T

102、I MSP430 Series</p><p>　　[3] 沈建華,楊艷琴. MSPS430系列16位超低功耗單片機原理與實踐[J].北京航天航空大學(xué)出版社</p><p>　　[4] 焦純，董秀珍，楊國勝，霍旭陽.設(shè)計基于MSP430單片機的微功耗中文人及界面[J].西安第四軍醫(yī)大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系電子學(xué)教研室, 2009.</p><p>　　[5]胡建勛，李開成

103、．基于MSP430單片機的低壓綜合智能保護器的研制[J].儀器儀表學(xué)報，2006.(z3)</p><p>　　[6]周立功.ARM嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)教程[M].北京，北京航空航天大學(xué)出版社，2005.</p><p>　　[7]馬忠梅，籍順心，張凱等.單片機的C語言應(yīng)用程序設(shè)計[M].北京航空航天大學(xué)出版社，2003.</p><p>　　[8]曹磊. MSP430單

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105、p><p>　　[12]何朝陽,吳立琴,朱忠偉. 基于同步串行接口（SSI）的LED顯示器設(shè)計[J].國外電子元器件，2007(12) </p><p>　　[13]欒成強.工業(yè)設(shè)備中LED顯示和鍵盤掃描設(shè)計[J].國外電子元件，2004.</p><p>　　[14] 魏小龍.MSP430系列單片機接口技術(shù)及系統(tǒng)設(shè)計實例[M].北京航空航天大學(xué)出版社，2003.&l

106、t;/p><p>　　[15]王萍.單片機在剩余電流斷路器上的運用[J].電工技術(shù), 2004.</p><p>　　[16]馮立杰，傅民倉，馬文波.多CPU嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計方法[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2006.</p><p>　　[17]TexasInstruments.SN74HC595Datashe[DB/OL] http//focus.ti.com.cn/lit

107、/ds/symlinldsn74hc595．2004 pdf，2004．</p><p>　　[18] Texas Instruments SN74HC595 DATAsheet[DB/OL]</p><p>　　http：//focus.ti.com.cn/lit/ds/symlink/sn74hc595.pdf,2004</p><p>　　附錄A：無源電流變送