串行通信技術(shù)-模擬信號轉(zhuǎn)換接口

1、微機原理與應用實驗報告6實驗9串行通信技術(shù)實驗10A模擬信號轉(zhuǎn)換接口實驗報告實驗九串行通信技術(shù)、實驗目的1 .了解異步串行通信原理；2 .掌握MSP430異步串行通信模塊及其編程方法;二、實驗任務1) 了解MSP430G2553實驗板USB轉(zhuǎn)串口的通信功能，掌握串口助手的使用(1)利用PC機的串口助手程序控制串口，實現(xiàn)串口的自發(fā)自收功能為實現(xiàn)PC串口的自發(fā)自收功能，須現(xiàn)將實驗板上的擴展板去下，并將單片機板上的BRXDF口BTXD用杜邦線進行短接，連接圖如下所示:EZVCC10SBWTCK3SBWTDIO6BTXD4P1.129VCC7TEST/SBWTCK5RSI/SBWTDIO3P1.21B

2、RXD由此可以實現(xiàn)PC串口的自收自發(fā)功能。(2)思考題：異步串行通信接口的收/發(fā)雙方是怎么建立起通信的首先在異步通信中，要求接收方和發(fā)送方具有相同的通信參數(shù)，即起始位、停止位、波特率等等。在滿足上面條件的情況下，發(fā)送方對于每一幀數(shù)據(jù)按照起始位數(shù)據(jù)位停止位的順序進行發(fā)送，而接收方則一直處于接受狀態(tài)，當檢測到起始位低電平時，看是采集接下來發(fā)送方發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，這樣一幀數(shù)據(jù)(即一個字符)傳送完畢，然后進行下一幀數(shù)據(jù)的接受。這樣兩者之間就建立起了通信。2.查詢方式控制單片機通過板載USB轉(zhuǎn)串口與PC機實現(xiàn)串行通信(1)硬件連接圖/通信設(shè)置/時鐘設(shè)置/循環(huán)等待接受緩沖器滿/讀接受緩沖器并保存/檢測發(fā)送完

3、畢信號/接受完畢信號/檢測接受完畢信號2) )C語言程序采用SMCLK=1.0MHz時，程序如下：#include"io430.h"#include"in430.h"unsignedinti,j,done,count;charstring32;voidUSCIA0_int();voidCLOCK_int();intmain(void)/StopwatchdogtimertopreventtimeoutresetWDTCTL=WDTPW+WDTHOLD;USCIA0_int();CLOCK_int();while(1)done=0;count=0;for(

4、i=0;i<32;i+)while(IFG2&UCA0RXIFG)=0);stringi=UCA0RXBUF;if(stringi='')done=1;break;count=i;if(done=1)for(j=0;j<=count;j+)while(IFG2&UCA0TXIFG)=0);UCA0TXBUF=stringj;done=0;voidUSCIA0_int()UCA0CTL1|=UCSWRST;P1SEL|=BIT1+BIT2;P1SEL2|=BIT1+BIT2;UCA0CTL1|=UCSSEL_2+UCRXEIE;UCA0BR1=0;UC

5、A0BR0=104;UCA0MCTL=UCBRS_1;UCA0CTL1&=UCSWRST;端口設(shè)置時鐘選擇設(shè)置(SMCLK)/波特率設(shè)置voidCLOCK_int()if(CALBC1_1MHZ!=0xff)BCSCTL1=CALBC1_1MHZ;DCOCTL=CALDCO_1MHZ;設(shè)置時鐘為1MHz采用smclklMHZ其中SMCLK=1MHz,波特率采用的是9600,采用低頻波特方式，則N=1000000/9600=104.1666;故UCA0BR1=0UCA0BR0=104,UCBRS=1;當采用外部晶振時，時鐘采用默認設(shè)置即可，程序如下:#include"io430

6、.h"#include"in430.h"unsignedinti,j,done,count;charstring32;voidUSCIA0_int();intmain(void)/StopwatchdogtimertopreventtimeoutresetWDTCTL=WDTPW+WDTHOLD;USCIA0_int();while(1)done=0;count=0;for(i=0;i<32;i+)while(IFG2&UCA0RXIFG)=0);stringi=UCA0RXBUF;if(stringi='')done=1;break

7、;/通信設(shè)置/循環(huán)等待接受緩沖器滿/讀接受緩沖器并保存/檢測發(fā)送完畢信號/接受完畢信號/檢測接受完畢信號端口設(shè)置時鐘選擇設(shè)置(SMCLK)/波特率設(shè)置)count=i;if(done=1)(for(j=0;j<=count;j+)(while(IFG2&UCA0TXIFG)=0);UCA0TXBUF=stringj;)done=0;)voidUSCIA0_int()(UCA0CTL1|=UCSWRST;P1SEL|=BIT1+BIT2;P1SEL2|=BIT1+BIT2;UCA0CTL1|=UCSSEL_1+UCRXEIE;UCA0BR1=0;UCA0BR0=3;UCA0MCTL

8、=UCBRS_3;UCA0CTL1&=UCSWRST;)也是采用了低頻波特率方式，所以關(guān)于波特率設(shè)置的相關(guān)計算和上面是一樣的。(3)思考：如果在兩個單片機之間進行串行通信，應該如何設(shè)計連線和編程？由于在上面的連線中將單片機上的P1.2和BRXD相連，P1.1和BTXD相連，所以若要在兩個單片機之間進行通信，首先應該將兩個單片機的P1.2和P1.1交叉相連，并根據(jù)上面的程序進行相同的關(guān)于端口和波特率相關(guān)的設(shè)置即可實現(xiàn)兩個單片機之間的通信。3 .(提高)利用PC機RS232通信接口與單片機之間完成串行通信(1)硬件連接圖在實驗時，采用了將PC機的串口com1直接連接至MSP430F149的

9、孔型D9連接器上,G2553單片機的輸出引腳P1.1和P1.2分別與F149單片機上的URXD1和UTXD1相連接，連接圖如下所示：Fl小板電平轉(zhuǎn)換電路PC機D9計型連接器M5P430G2553(2)C語言程序當采用波特率9600bps、無校驗、8位數(shù)據(jù)位、先低后高、一個停止位時，所采用的程序和任務2中相同，這里不再贅述。當采用波特率38400bps、無校驗、8位數(shù)據(jù)位、先低后高、一個停止位時，由于采用外部晶振已經(jīng)不能夠產(chǎn)生這樣高的波特率，所以采用SMCK=1MHz的時鐘，所采用的程序只需將任務二中關(guān)于時鐘選擇和時鐘設(shè)置的相關(guān)部分進行修改即可，具體程序見下面所示:#include"i

10、o430.h"#include"in430.h"unsignedinti,j,done,count;charstring32;voidUSCIA0_int();voidCLOCK_int();intmain(void)/StopwatchdogtimertopreventtimeoutresetWDTCTL=WDTPW+WDTHOLD;USCIA0_int();CLOCK_int();while(1)done=0;count=0;for(i=0;i<32;i+)/循環(huán)等待接受緩沖器滿/讀接受緩沖器并保存/檢測發(fā)送完畢信號/接受完畢信號while(IFG2&a

11、mp;UCA0RXIFG)=0);stringi=UCA0RXBUF;if(stringi='')done=1;break;count=i;if(done=1)/檢測接受完畢信號(for(j=0;j<count;j+)(while(IFG2&UCA0TXIFG)=0);UCA0TXBUF=stringj;done=0;voidUSCIA0_int()(UCA0CTL1|=UCSWRST;P1SEL|=BIT1+BIT2;P1SEL2|=BIT1+BIT2;/端口設(shè)置UCA0CTL1|=UCSSEL_2+UCRXEIE;/時鐘選擇設(shè)置UCA0BR1=0;UCA0BR

12、0=1;/波特率設(shè)置UCA0MCTL=UCBRF_10+UCBRS_0+UCOS16;UCA0CTL1&=UCSWRST;voidCLOCK_int()(if(CALBC1_1MHZ!=0xff)(BCSCTL1=CALBC1_1MHZ;/采用smclk1MHZDCOCTL=CALDCO_1MHZ;(3)思考題：設(shè)計單片機與PC機進行串行通信時，硬件設(shè)計有哪些需要注意的事項？首先最基本的是，單片機和PC機上所選擇的通信協(xié)議應該是一致的，然后可以選擇多種路徑，其中包括USB,串口等。另外需要注意的是要統(tǒng)一兩者之間的邏輯電平，如果電平不同，則需要在中間加入電平轉(zhuǎn)換電路。4 .(提高)中斷方

13、式控制串行通信的收發(fā)(1)硬件連接圖由于只是將接收和發(fā)送改為了中斷實現(xiàn)，其他功能并沒有改變，所以這里的硬件連接圖和任務2中的是相同的，這里不再重復。(2)C語言程序#include"io430.h"#include"in430.h"unsignedinti,j,done,count;charstring32;voidUSCIA0_int();intmain(void)/StopwatchdogtimertopreventtimeoutresetWDTCTL=WDTPW+WDTHOLD;USCIA0_int();i=0;j=0;done=0;IE2|=UC

14、A0RXIE;_EINT();while(1)if(done=1)IE2|=UCA0TXIE;elseIE2&=UCA0TXIE;voidUSCIA0_int()UCA0CTL1|=UCSWRST;P1SEL|=BIT1+BIT2;P1SEL2|=BIT1+BIT2;/端口設(shè)置UCA0CTL1|=UCSSEL_1+UCRXEIE;/時鐘選擇設(shè)置UCA0BR1=0;UCA0BR0=3;/波特率設(shè)置UCA0MCTL=UCBRS_3;UCA0CTL1&=UCSWRST;#pragmavector=USCIAB0RX_VECTOR/接收中斷子程_interruptvoidUCA0RX_

15、ISR()stringi=UCA0RXBUF;if(stringi='')done=1;count=i;i=0;)i+；)#pragmavector=USCIAB0TX_VECTOR/發(fā)送中斷子程_interruptvoidUCA0TX_ISR()if(j<count)UCA0TXBUF=stringj;j+;)elsedone=0;j=0;)(3發(fā)送中斷的允許位不能夠一直處于打開狀態(tài)，因為當發(fā)送緩沖器為空時，發(fā)送中斷標志位就會被置位，向系統(tǒng)發(fā)出中斷請求，從而轉(zhuǎn)去執(zhí)行發(fā)送中斷子程。而當無法送內(nèi)容時和剛發(fā)送完內(nèi)容后發(fā)送緩沖器都處于空的狀態(tài)，若發(fā)送中斷允許位一直打開，在沒有接

16、受完畢進入發(fā)送時就會不斷地向系統(tǒng)發(fā)出中斷請求，從而導致系統(tǒng)不能正常。所以，發(fā)送中斷允許為應該在接受完畢準備發(fā)送時打開，發(fā)送完畢后立即關(guān)閉。三、實驗中遇到的問題和解決辦法1 .在任務二中使用SMCLK完成通信時，最開始始終無法完成通信，后來發(fā)現(xiàn)是由于SMCLK的時鐘頻率并不是剛好的1MHz,所以后來通過利用示波器測量實際的頻率，重新計算產(chǎn)生波特率的相關(guān)的參數(shù)解決了問題；2 .對于利用中斷完成任務二的要求中，起初無法完成通信，后來發(fā)現(xiàn)是中斷中由于在賦值完一次之后，先使i進行了加1,然后才判斷對應的字符是否是'',所以單片機一直沒有發(fā)送到PC機上內(nèi)容。實驗十模擬信號轉(zhuǎn)換接口一、實驗目

17、的1,了解模/數(shù)轉(zhuǎn)換的工作原理，掌握MSP430單片機內(nèi)ADC10*H/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的控制和應用。二、實驗任務1.卞H/數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC10的編程控制(1)硬件連接圖(2)程序設(shè)計思路首先需要利用示波器測量單片機板上的Vcc的大小，確定數(shù)/模轉(zhuǎn)換公式中的參考電壓的取值。在編程時，由于測量的是穩(wěn)恒電壓，所以ADC的一些設(shè)置采用默認值即可，通過幾次采樣得到的值進行平均減小誤差，然后轉(zhuǎn)換為模擬值，利用得到的結(jié)果跟2.2和2.8進行比較，然后通過比較結(jié)果控制L1燈的亮滅。(3)C語言程序#include"io430.h"#include"in430.h"unsign

18、edbuffer32;unsignedinti,sum;floatvin;intmain(void)/StopwatchdogtimertopreventtimeoutresetWDTCTL=WDTPW+WDTHOLD;P1SEL&=BIT1;P1SEL2&=BIT1;P1DIR|=BIT1;P1OUT|=BIT1;ADC10AE0|=BIT0;ADC10CTL0&=ENC;ADC10CTL1|=INCH_0;ADC10CTL0|=ADC10ON+ENC;while(1)/P1.1設(shè)置為GPIO用來控制L1/允許A0管腳模擬輸入/禁止ADC10轉(zhuǎn)換采樣通道為A0給內(nèi)核供

19、電允許轉(zhuǎn)換主循環(huán)sum=0;for(i=0;i<4;i+)/軟件啟用采樣ADC10CTL0|=ADC10SC;while(ADC10CTL0&ADC10IFG)=0);bufferi=ADC10MEM;sum=sum+bufferi;/通過公式計算出測量的電壓值vin=(sum/4)*3.5/1023);if(vin>2.80)P1OUT&=BIT1;if(vin<2.20)P1OUT|=BIT1;(4)思考題：如果模擬信號從P1.5輸入，應該如何編程?若模擬信號從P1.5輸入只需將允許管腳模擬輸入和采樣通道的選擇進行修改即可，其他的不用改變。并在硬件上使模擬

20、信號從P1.5輸入即可。需要修改的指令如下所示:ADC10AE0|=BIT0;/允許A0管腳模擬輸入ADC10CTL1|=INCH_0;/采樣通道為A02.(提高)改用中斷的方式實現(xiàn)任務1(1)硬件連接圖硬件連接圖任務一中相同，所以在這里不再給出。(2)C語言程序#include"io430.h"#include"in430.h"unsignedbuffer32;unsignedinti=0,sum;floatvin;intmain(void)/StopwatchdogtimertopreventtimeoutresetWDTCTL=WDTPW+WDTH

21、OLD;P1SEL&=BIT1;P1SEL2&=BIT1;P1DIR|=BIT1;P1OUT|=BIT1;ADC10AE0|=BIT0;ADC10CTL0&=ENC;ADC10CTL1|=INCH_0;ADC10CTL0|=ADC10ON+ENC;ADC10CTL0|=ADC10IE;_EINT();ADC10CTL0|=ADC10SC;sum=0;while(1)/允許A0管腳模擬輸入/禁止ADC10轉(zhuǎn)換采樣通道為A0給內(nèi)核供電允許轉(zhuǎn)換/打開總控位/軟件啟動轉(zhuǎn)換if(vin>2.80)P1OUT&=BIT1;if(vin<2.20)P1OUT|=B

22、IT1;ADC10CTL0|=ADC10SC;/軟件啟動轉(zhuǎn)換#pragmavector=ADC10_VECTOR/中斷子程_interruptvoidADC10_ISR()bufferi=ADC10MEM;sum=sum+bufferi;i+;if(i=4)vin=(sum/4)*3.5/1023);sum=0;i=0;3.(提高)制作數(shù)字電壓表(1)硬件連接圖(2)程序設(shè)計思路其中最基本的任務和上面兩個任務中完成方式相同，在這里需要改進的就是將測得的電壓值進行數(shù)碼管顯示，只需要利用之前實驗中設(shè)計的數(shù)碼管顯示模塊就可以了。(3)C語言程序#include"io430.h"#

23、include"in430.h"unsignedbuffer32;unsignedinti=0,sum;unsignedcharNUMtab10=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90;intvin;floatvinl;voidseg(intnumber);intmain(void)(/StopwatchdogtimertopreventtimeoutresetWDTCTL=WDTPW+WDTHOLD;P1SEL&=(BIT0+BIT1+BIT2+BIT3);P1SEL2&=(BIT0+BIT1+B

24、IT2+BIT3);P1DIR|=(BIT0+BIT1+BIT2+BIT3);P2SEL=0;P2SEL2=0;P2DIR=0xff;ADC10AE0|=BIT5;允許A0管腳模擬輸入(改為BIT5)ADC10CTL0&=ENC;/禁止ADC10轉(zhuǎn)換ADC10CTL1|=INCH_5;采樣通道為A0(改為INCH_5)ADC10CTL0|=ADC10ON+ENC;/給內(nèi)核供電允許轉(zhuǎn)換ADC10CTL0|=ADC10IE;_EINT();ADC10CTL0|=ADC10SC;sum=0;while(1)(seg(vin);ADC10CTL0|=ADC10SC;#pragmavector=ADC10_VECTOR_interruptvoidADC10_ISR()(bufferi=ADC10MEM;sum=sum+bufferi;i+;if(i=4)(vin1=100*(sum/4)*3.4962/1023);vin=(int)vin1;sum=0;i=0;voidseg(intnumber