引 言
手持式仪器是嵌入式系统应用开发的重要领域,手持式仪器具有便于携带、操作方便、LCD显示清晰等优点。本文结合手持式电量测量仪开发项目,设计了以MSP430F449为核心的手持式仪器。系统采用16位A/D转换器AD7705和128×64像素LCD图形显示器设计互动式图形用户界面,用于显示测量结果数字和图形。符合人体工程学的按键和易于操作的菜单,实现了仪器的4按键图形菜单操作。设计了对测量数据进行分析处理并实时存储的应用软件。仪器具有测量精度高、数据处理能力强、信息容量大、智能化、体积小、功耗低等特点,适合于电池供电的工作环境。
1 核心模块硬件设计
1.1 16位嵌入式处理器MSP430F449单片机
德州仪器公司的MSP430系列单片机是一种16位超低功耗微处理器,低供电电压范围为1.8~3.6 V,1 MHz时钟运行时耗电电流在O.1~400 μA之间,并具有多种低功耗模式,关断模式下耗电仅为0.1μA;从中断请求到CPU唤醒只要6μs;具有丰富的片内资源。本系统中选用的是MSP430F449单片机,该单片机具有5种节电模式(LPM0~LPM4),1 MHz下工作电流O.1~280μA,具有2个16位和1个8位定时器;具有1个12位A/D转换器,2个串行通信接口,可通过软件选择UART/SPI模式;Flash存储器多达60 KB,RAM多达2 KB。手持式仪器核心模块基本组成的硬件电路框图如图l所示。
该电路可以满足系统不同部件的供电需求。仪器由外接AC电源变换/充电器或内置12.6 V的锂电池组供电。
本文讨论手持式仪器核心电路的硬件和软件设计。采用MSP430F449作为手持式仪器的控制核心,用LCMl28645ZK LCD模块作为仪器显示器。采用16位A/D转换器AD7705,设计多通道、高性能、高精度的测量部件。手持式仪器核心电路还设计了可提供3.3 V、5V、±12V的4路电压的电源模块。此手持式仪器核心电路系统已用于手持式电量测量仪中。实践证明,该系统具有手持式使用、测量精度高、数据处理能力强、功耗低、电池供电等特点。本文介绍的MSP430的手持式仪器核心模块硬件软件具有通用性,可直接应用于手持式仪器中。
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