基于msp430单片机的时钟设计

毕业设计说明书基于MSP430单片机的时钟设计专业电气工程及其自动化学生姓名班级学号指导教师完成日期本科生毕业设计说明书（2011）基于MSP430单片机的时钟设计摘要：MSP430系列是一个16位的、具有精简指令集的、超低功耗的混合型单片机。说明书介绍了以MSP430F149单片机为核心的时钟系统的设计。在硬件电路方面，采用SPX1117低压差稳压器为单片机提供电源，它将5V电压转化为3.3V提供给单片机；用4*4矩阵键盘进行输入；在时间的显示上采用了两种方法显示，即LED数码显示和LCD液晶显示；除此以外，在电路板上还留有供扩展电路应用的引脚接口。在软件设计方面，完成了键盘扫描程序、显示模块程序以及系统主程序的设计。由于采用MSP430为核心，它的超低功耗的特点使得整个系统的功耗非常的低，一个普通的钮扣电池可使用长达10年之久。另外，由于片内具有丰富的外围电路，加之电路板上留有供扩展电路应用的引脚接口，还可以对其增加一些功能，比如整点报时、温度显示等。关键词：MSP430；时钟设计；矩阵键盘；LCD本科生毕业设计说明书（2011）TheDesignofClockBasedonMCU430Abstract:TheseriesofMSP430isa16bit,withRISC,ultra-lowpowermixedMCU.TheBrochureintroducesthedesignofclocksystemwiththecoreofMSP430F149MCU.Inhardwareelectriccircuitaspect,IadoptSPX11117lowpressManostattoprovideelectricalsourceforMCU.Ittranslates5Vpressinto3.3VthenprovidesittoMCU.Andituse4*4matrixkeyboardtoinput.Andinthedisplayoftimeaspect,Iusetwowaysofshowing:LEDandLCD.Otherwise,Iremainsomecitewayforextendingtheuseofelectro-circuit.Inthedesignofsoftware,Ifinishthescanprocessofkeyboard,theprogrammerofdisplaymodule,andthedesignofthemainprocessofthesystem.ChosenMSP430whichisovertakelowconsumeasitiscore,sothecostofthewholesystemisverylow,abuttonbatteriescanbeusedfortenyears.Inaddition,becausealotofcircuitsareinit,andbecausetherearesomecitewaysremainedforextendingtheuseofelectro-circuit,wecanstilladdsomefunctionstoit,suchasgivethecorrecttimewhenitisthefulltime,thedisplayoftemperatureandsoon.Keywords:MSP430；Clockdesign；Matrixkeyboard；LCD基于MSP430单片机的时钟设计目录1概述.........................................................12课题研究背景与意义..............................................32.1课题研究背景..................................................32.2课题研究意义..................................................33MSP430F149介绍..................................................43.1MSP430F149芯片特点...........................................43.2MSP430F149芯片引脚...........................................53.3MSP430F149芯片处理单元.......................................83.4MSP430F149芯片运行模式.......................................83.5MSP430F149芯片I/O端口.......................................93.6MSP430F149芯片时钟系统......................................103.7MSP430F149芯片存储器结构和地址空间..........................104系统硬件电路设计...............................................124.1系统方案论证与选择...........................................124.2系统总体设计.................................................134.3电源稳压电路.................................................144.4LED数码显示电路.............................................144.4.1LED数码管的结构与工作原理.................................144.4.2LED显示器的显示方式及驱动方式.............................154.5LCD液晶显示接口电路.........................................164.6键盘输入电路.................................................194.7JATG接口基本原理............................................204.7.1边界扫描技术...............................................204.7.2TAP控制器.................................................215MSP430集成开发调试环境........................................225.1关于IAREmbeddedWorkbench..................................225.2IAREmbeddedWorkbench的基本操作............................235.3IARC430编译器..............................................246系统软件设计...................................................286.1LED数码管显示器模块.........................................306.2LCD液晶显示器模块...........................................316.3矩阵键盘模块驱动.............................................327结束语.......................................................35参考文献.........................................................36致谢..........................................................37附录..........................................................38附录1程序清单..................................................38附录2系统原理图................................................50附录3系统PCB图................................................51附录4元器件清单................................................52本科生毕业设计说明书（2011）-1-基于MSP430单片机的时钟设计1概述时钟，自从它发明的那天起，就成为人类的朋友，但随着时间的推移，科学技术的不断发展，人们对时间计量的精度要求越来越高，应用越来越广。现今，高精度的计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器。由于电子钟、石英表、石英钟都采用了石英技术，因此走时精度高，稳定性好，使用方便，不需要经常调校。数字式电子钟用集成电路计时，译码代替机械式传动，用LED显示器代替指针显示进而显示时间，减小了计时误差，这种表具有时、分、秒显示时间的功能，还可以进行时和分的校对，片选的灵活性好。时钟电路在计算机系统中起着非常重要的作用，是保证系统正常工作的基础。在一个单片机应用系统中，时钟有两方面的含义：一是指为保障系统正常工作的基准振荡定时信号，主要由晶振和外围电路组成，晶振频率的大小决定了单片机系统工作的快慢；二是指系统的标准定时时钟，即定时时间，它通常有两种实现方法：一是用软件实现，即用单片机内部的可编程定时/计数器来实现，但误差很大，主要用在对时间精度要求不高的场合；二是用专门的时钟芯片实现，在对时间精度要求很高的情况下，通常采用这种方法，典型的时钟芯片有：DS1302，DS12887，X1203等都可以满足高精度的要求。目前单片机应用于各个领域，其应用于仪器仪表中显得更为优越。基于单片机控制的电子时钟具有计时准确、功耗低等优点。美国德州仪器公司(TI)推出的MSP430系列超低功耗16位混合信号处理器(MixedSignalProcessor)。集多种领先技术于一体，以16位RISC处理器、超低功耗、高性能模拟技术及丰富的片内外设、JTAG仿真调试定义了新一代单片机的概念，给人以耳目一新的感觉。加之TI优良的服务，充分体现了世界级著名IC厂商的势力和综合优势。TI公司从1996年推出MSP430系列开始到2000年初，推出了33X、32X、31X等几个系列。MSP430的33X、32X、31X等系列具有LCD驱动模块，对提高系统的集成度较有利。每一系列有ROM型(C)、OTP型(P)和EPROM型(E)等芯片。EPROM型的价格昂贵，运行环境温度范围窄，主要用于样机开发。这也表明了这几个系列的开发模式，即用户可以用EPROM型开发样机，用OTP型进行小批量生产，而ROM型适应大批量产品的生产。随着FLASH技术的迅速发展，TI公司也将这一技术引入MSP430系列单片机中。2000年推出了F11X/11X1系列，这个系列采用20脚封装，内存容量、片上功能和I/O引脚数比较少，价格也比较低廉。在2000年7月推出了带ADC或硬件乘法器的F13X/F14X系列。在2001年7月到2002年又相继推出了带LCD控制器的F41X、F43X、F44X。基于MSP430单片