0 引言
空间定向测试仪是一种应用非常广泛的电子测量仪器,尤其是伴随着微电子技术的发展,空间定向测试仪在车辆、舰船、飞行器等导航领域中的应用日趋成熟。本文所研究的空间定向测试技术主要是以MSP430单片机为基础的。因为MSP430系列单片机是一种16位超低功耗、具有精简指令集(RISC)的混合信号处理器,它能针对实际应用需求,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。因此,笔者研究了如何用MSP430单片机控制各模块的接口电路,并且能够很好地应用于实际测量当中。
1 空间定向测试各硬件接口的设计
本文主要研究的是基于MSP430单片机的空间定向测试仪,该仪器的工作原理是将方位信息接收器接收到的数据传输给MSP430单片机的可读存储器中,然后在经过输出端显示到液晶屏上。在这一过程中,我们需要设计一个硬件接口电路,连接信息接收器和液晶显示器,而MSP430单片机的读写控制则需要通过语言编程来完成。
基于MSP430单片机的空间定向测试仪设计的基本思想是利用MSP430单片机操控方便、接口简单、体积小、低能耗以及低成本等优点,将其作为嵌入式系统以便扩展空间定向测试仪的功能。由于空间定向测试仪的信息接收模块接口电路较少,但是应用范围非常广泛,因此需要设计多接口电路联接显示器、单片机等。此外,为了提高空间定向测试仪的数据处理和应用能力,需要实现PC机与空间定向测试仪的串行通信。实现良好的人机对话,操作简单以及友好界面,有人性化的输入能力和显示能力。因此,其硬件接口模块设计如图1所示。
基于MSP430单片机的空间定向测试仪的串行输入口和串行输出口分别与MSP430单片机相连,主要负责接收方位信息接收器传输的各种信息。基于MSP430单片机的空间定向测试仪供电电压范围是1.8~3.0V,该测试仪的硬件平台需要使用三种电压,内核的工作电压为1.8V,存储器和外部I/O设备的工作电压为3.3V,系统平台的工作电压则为4.2V.该仪器所使用的是宽电平输出,通过转换器进行多电平输出,并且可以通过LM317稳压器得到稳定电压。此外,复位电路的设计也是相当重要的一个环节,复位电路主要完成测试仪的上电复位和测试仪在运行过程中用户的按键复位功能。复位电路主要由简单的RC复位电路组成,拥有可靠的逻辑复位功能。为了保证测试仪能够有效复位,需要选择合适的参数,调整复位状态的时间。对于S3C2410X,在测试仪上电后nRESET端必须保持低电平至少有4个MCLK周期,两级非门电路用于按钮去抖动和波形整形;nRESET端的输出状态与Reset端相反,用于高电平复位。
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