当前位置:首页 > MSP430
  • 根据MSP430微处理器和GSM移动通信的血糖监护系统设计策

    根据MSP430微处理器和GSM移动通信的血糖监护系统设计策略 1 血糖监护系统概述   糖尿病是危害人类健康的四大主要疾病之一,目前没有根治的办法,只能通过血糖监测对糖尿病加以控制。血糖仪的出现,大大方便了糖尿病患者自行监测血糖。为了能更好地利用无线网络资源,方便用户随时随地的测量,开发了一种基于移动通信的血糖监护系统。

    时间:2020-09-10 关键词: MSP430 微处理

  • 基于MSP430的倒车雷达设计

      2010年网络与移动设备打破了原先记录,而在2011年此趋势将继续保持。例如,2011年有7200万人在线观看长篇电视剧,同时他们希望拥有快速、可靠的高清服务。2010年有人预测电视收视率约占收视高峰期总带宽的37%,而在线收视率的持续增长使得此言论黯然失色。思科(Cisco)预计在2013年,全球网络流量将达到767千兆兆字节。模拟这种大量数据是有难度的,因为该数据量比覆盖在地球上所有沙粒的数量还要多100多倍。   而在移动电话方面,美国电话运营商Berizon在2010年12月推出了其4G LTE网络,号称性能比其3G网络的性能要高10倍之多。随着当前市场畅销产品如iPhone 4的推出,网络带宽也出现了飙升。用户关注的永远只有速率与性能。只要工程师们能够研发出新的设备,运营商们将在第一时间采用这些新设备来提高其服务。   同时,在一些发展地区,部署2G网络的成本将持续降低;2011年在新兴市场的网络扩展将持续加速。   因此,2011年对于光通讯行业来说,首要任务就是支持更快数据速率、更强大的转换以及更智能的网络框架,从而能够处理一些无法预测的、瞬息万变的数据流量模式并提高成本效益。   随着电信市场而生的光学市场将继续转向其他已有的新的领域;行业将会研发出新的产品和技术。能够将产品创新与优化供应链结合起来的供应商在所有这些领域中,无疑会占领绝对优势。   现在,让我们进一步详细讨论2011年光通讯的发展趋势。   光通讯行业已经效率化,但是仍然期待着更完善的供应链   低迷期前后网络设备厂商(NEMs)的合并将在2011年获取利润,因为届时将会有更少的大型企业能够获取网络行业的利润。阿尔卡特朗讯与华为将互相争夺2011年通讯行业的领先位置;同时Ciena通过其成功收购北电(Nortel)而持续缩小与其余两个领头羊(阿尔卡特朗讯与华为)之间的距离。   2011年网络设备厂商将坚持从少数光电供应商获取元件的策略,简化供应链。小器件供应商很可能会遭遇挑战,除非他们能够提供特殊定向产品。   光学器件供应商们在2011年将继续面对供应链中需求波动的挑战。所有的供应商都意识到了有必要减少回收时间、提高预测性、实施战略库存持有。即使是需求增长趋势强烈,生产过程的改善将在来年减少大部分主要产品的生产周期至一到两个星期。   感知型网络的出现   2011年将研发出能为网络传输物理层添加智能的元件与系统。研发这些新的光学器件的目的是为了创建感知型网络;这些感知型网络拥有一个灵活的光子层,能够适应持续改变的流量模式、新的应用以及突发的带宽波动。   三个行业的流行术语--- 任何波长(colorless),任何方向( direcTIonless)以及任何竞争(contenTIonless)很形象的描述了感知型网络的重要特点。这些特点赋予了在任何方向任意类型的网络波长都能达到任何通信目的地的能力。   目前正在研发复杂的光学转换器件,来构建网络与节点体系结构,进而提供灵活而且自动端对端波长、收发器以及路由器。这些新器件以及体系结构将建立在波长选择开关(WSS)的基础上并完善WSS。   网络设备厂商将加速采用把更多光学功能和硬件融入小型封装的光学电路包。这种智能设备线路卡已被证明能通过在子模块层面的融合提供成本与密度优势。   有望在2013年与2014年向包含上述光学元素的感知型网络转型。

    时间:2020-09-09 关键词: 倒车雷达 MSP430

  • 串口通信车载GPS嵌入式汉显与语音实现

      在设计播送声响系统时需求时,对器件作如下几个方面的精心的思索与选择:   (1)系统设备配套的思索:系统的主要设备、接线分配箱和分区切换器、楼层分线箱、音量调理器、扬声器、衔接导线。   (2)扬声器的布置:扬声器的布置方式:集中式布置、分散式布置;扬声器的设置间隔:有两种预算办法,一种是当运用3W扬声器时,距离间隔为(3-3.5)倍楼层高度或保证扬声器的电功率密度为0.025-0.05W/m2第二种办法是按从任何部位到最近一个扬声器的步行间隔不超越15m,走廊末端最后一个扬声器箱间隔不大于8m的规范来布置。   (3)扬声器的功率选择:大楼的走廊、大厅、餐厅等公共场所运用的扬声器,假如无特别请求的话,通常的额定功率应不小于3W;而在文娱场所和车库、通风机房等环境噪声较大的场所,应按播音的声压级高于背景噪声15dB的请求来选择扬声器的功率,或恰当减小各扬声器的装置间隔以到达所需的播音效果。室内声压级取决于扬声器辐射的直接声及房间反射而产生的扩散声。在供声面的大局部区域影响声压级普通为85dB.   (4)紧急播送分区切换器的设计:紧急播送分区切换器是由切换开关和相应的电路组成。当按下相应饿开关时,切换器立刻向相应的楼层分线箱发出控制信号,使功率放大器的输出不用再经过声响调理器而直接加到扬声器,使之全功率发声以满足播送的需求。在设计紧急播送分区切换器时有几个要素必需思索:切换器的切换开关必需与播送分区号相对应;切换器向相应楼层分线箱送出的控制信息不用经音量调理器;电梯轿厢中所运用的扬声器直接与功率放大器衔接,不用经过楼层的分线箱。

    时间:2020-09-08 关键词: 嵌入式汉显 gps定位 车载gps MSP430

  • 基于MSP430和CC1100的有源RFID设计

    基于MSP430和CC1100的有源RFID设计

      射频识别(Radio Frequency IdenTIficaTIon,RFID)技术是一种利用无线射频通信实现的非接触式自动识别技术,与目前广泛采用的条形码技术相比,RFID具有容量大、识别距离远、穿透能力强、抗污性强等特点。RFID技术已经发展得比较成熟并获得了大规模商用。随着RFID便携式设备的提出,功耗就成为一个需要重点考虑的问题。本文将具体阐述基于MSP430F2012和CC1100低功耗设计理念的双向有源标签的软硬件实现方法。   1. 低功耗设计   1.1 低功耗概述   功耗基本定义为能量消耗的速率,可分为瞬态功耗和平均功耗两类。两者意义不同,有不同的应用背景和优化策略,通常被笼统地概括为低功耗设计。实际研究中可根据不同情况区分为:   (1)瞬态功耗优化:目标是降低峰值功耗,解决电路可靠性问题。   (2)平均功耗优化:目标是降低给定时间内的能量消耗,主要针对电池供电的便携电子设备,以延长电池寿命或减轻设备重量。   1.2 功耗的物理来源   芯片电路的功耗主要来自两方面:动态功耗和静态功耗。动态功耗主要是电容的充放电和短路电流。静态功耗主要是漏电流,包括PN结反向电流和亚阈值电流,以及穿透电流。如果工作时序及软件算法设计有缺陷,会降低系统工作效率、延长工作时间,也会直接增加系统能量的消耗。   1.3 低功耗设计策略   算法级功耗优化:在电路设计的开始,就要进行算法的选择,应该尽量选择功耗效率高的算法。首先,从实现算法所需逻辑的大小来看,算法中操作的数目、所需要的带宽、存储操作、端口操作越少,此算法应用到的电路功耗越低。在实际的设计中,需要按照应用的要求进行总体性能和功耗的均衡。同时,算法中需要的协处理必须考虑,算法所需的协处理越简单、协作模块越少、实现算法所需要的功耗就越小。此外,算法中临时变量少、临时变量有效的时间短、循环的合理运用都会降低算法所需的功耗。   系统级功耗设计与管理:系统级的功耗管理主要是动态功耗管理。通常的做法是处于空闲状态的时候,运作于睡眠状态,只有部分设备处于工作之中;当产生一个中断时,由这个中断唤醒其它设备。实际上,这一部分需要硬件的支持,如:电源系统的低功耗技术;系统软硬件的划分,在于决定哪些功能模块由软件来实现功耗较小,哪些功能模块由硬件实现功耗较小;低功耗处理器的选择。   2. 系统硬件设计   综合考虑系统功耗来源与低功耗设计策略,硬件设计选择具有低功耗特性的单片机及射频收发芯片,并尽量简化电路减少功耗开支。   

    时间:2020-09-06 关键词: RFID cc1100 MSP430

  • 怎样使用MSP430来构建触摸按键

      阿尔卡特朗讯日前宣布推出一套全新的解决方案,帮助企业的通信系统向云架构迁移。这样可以为移动员工提供应用型的通信服务,帮助他们运用更经济高效的业务模型。   云技术为企业赋予了安全,高级通信和协作功能的能力,这种能力不仅能提高员工生产力,而且具有经济高效性。基于此,阿尔卡特朗讯推出其第三款产品:OpenTouch? Suite for Cloud,在其获奖的创新性OpenTouch架构上为大中型企业和中小型企业打造了这套功能强大的应用软件。 它能帮助这些企业满足目前由智能电话、平板电脑和自带设备(BYOD)趋势所带来的办公环境对通信的高期望。   这款新产品包括三个产品方案:Enterprise Cloud、Office Cloud和Personal Cloud。OpenTouch Enterprise Cloud SoluTIon目前已经上市,它能帮助服务提供商、系统集成商和渠道实现统一通信即服务(UCaaS),为员工带来他们期望的协作体验。 当与阿尔卡特朗讯的OmniPCX Enterprise组合使用,OpenTouch Enterprise Cloud解决方案可将语音、视频、即时消息、呈现和Web协作整合起来,提供基于云架构的丰富对话体验。产品本身是一套软件,与硬件无关,通过虚拟化技术可方便部署和使用。其架构优势使其实现真正的云部署,或在最小化中断操作下实现对目前所有的CPE层面的语音基础架构的覆盖。   阿尔卡特朗讯的OpenTouch Enterprise Cloud的前三家战略性合作伙伴分别是美国的Icon Networks、英国的Switch CommunicaTIons和澳大利亚的UXC Connect。这三家合作伙伴将率先为他们的客户提供安全、经济高效、创新性的解决方案,使他们可以在任何设备上获得协作体验。 基于创新性的灵活的RTU(使用权)弹性软件许可证,阿尔卡特朗讯企业的业务合作伙伴目前可以在灵活的SaaS云模型上提供OpenTouch Enterprise Cloud解决方案,使用户使用广泛的终端设备在企业内外进行协作。   OpenTouch的设计具有多态性,可轻松实现虚拟化,为IT部门和云服务提供商部署服务时提供一个高效、灵活的环境。 该解决方案可适应企业的需求和企业内的架构状况,使企业更容易将通信解决方案部署在云的数据中心。   引文:   Ovum的企业实践团队领导人Evan Kirchheimer表示:“越来越多的企业都在认真考虑从云端访问UC服务。我们的研究告诉我们,ICT决策制定者在进行新的UC投资时,更多考虑使用专用云和公用云选项,而不是难以管理的用户层面的协作解决方案。虽然UCaaS仍需要进一步完善,但仍有越来越多的提供商推出云UC解决方案。我们深信企业会采用UCaaS,并且知道目前市场上已经出现了大量切实可行、功能强大的解决方案,它们提供经济方便的方式让用户来使用高级UC和协作工具。”   阿尔卡特朗讯企业通信业务副总裁兼总经理Eric Penisson表示:“OpenTouch Suite for Cloud的推出为企业和我们的合作伙伴带来了很多使用UCaaS的新机会,无论其业务规模如何。这款新产品基于下一代多态架构OpenTouch,它提供的技术既能部署在用户企业内部,也能部署在云中,或者进行组合部署。我们看到我们的合作伙伴已经具备了高度的兴趣,我们正在努力向我们所说的其它市场进一步扩展。”

    时间:2020-09-04 关键词: 触摸按键 MSP430

  • 德州仪器推出业界最灵活的触觉及电容式触摸组合解决方案

      增强人机接口 (HMI) 体验,可充分满足游戏、移动及计算机附件以及工业控制面板与消费类电子的需求   2013 年 12 月11 日,北京讯——德州仪器 (TI) 宣布推出业界最灵活的单芯片触觉及电容式触摸组合解决方案,进一步壮大其丰富的电容式触摸解决方案阵营。最新 MSP430TCH5E 是支持触觉功能的微控制器,允许用户为移动计算及游戏设备、智能电视遥控器、摄像机、打印机、工业控制面板、销售点终端以及玩具上的所有电容式触摸按钮、滑块与滚轮添加振动反馈功能。MSP430TCH5E MCU 提供 Immersion TouchSense® 2200 软件许可证,可帮助开发人员便捷地添加和调节 122 种不同的触觉效果,包括效果链与音频转触觉功能。TI 与 Immersion 公司进行了密切合作,可提供业界领先的触觉技术作为能够与电容式触摸等其它应用集成的目标代码。   最新 MSP430TCH5E MCU 可通过 TI 开源 MSP430™ 电容式触摸软件库进一步配置。此外,开发人员还可利用基于 PC 的最新 MSP430 电容式触摸 Pro 图形用户界面 (GUI) 工具实时评估、诊断和调节电容式触摸按钮、滑块与滚轮设计。它为用户提供可配置的测距、记录及打印选项。   为了帮助开发人员快速为设计添加触觉功能,Element14 还创建了将 MSP430TCH5E 触觉 MCU 与 TI DRV2603 触觉驱动器整合在常见游戏控制器封装中的 HapTouch™ BoosterPack。最新 BoosterPack 可插入 TI MSP430 Value Line LaunchPad 评估套件,演示配置可提供音频转触觉反馈功能的电容式触摸按钮的简便性。最新 BoosterPack 是各种专业工程设计、业余爱好者及大学项目的理想选择,可立即通过 Element14 订购。此外,我们还提供全面可编程软件开发套件 (SDK)。   TI 最新高灵活触觉技术的特性与优势:   · 包含业界领先的 Immersion TouchSense 2200 触觉软件的许可证;   · 120 多种针对各种按钮、警报与手势效果的触觉效果,包括音频转触觉与效果链等高级功能;   · 通过 HAPTOUCH 软件开发套件 (SDK) 实现自定义 HMI 开发;   · 支持线性谐振致动器 (LRA) 与偏心旋转质量 (ERM) 致动器,可提高触觉设计灵活性;   · 与支持优化致动器驱动器的 TI DRV2603 触觉驱动器及 MSP430TCH5E MCU 配套提供的参考设计易于实施,可帮助开发人员开展实验,加速产品上市进程。   供货情况   最新 MSP430TCH5E MCU 供货在即。HapTouch BoosterPack 只通过 Element14 提供。   查看有关 TI 电容式触摸及触觉解决方案与支持的更多详情:   · TI 电容式触摸解决方案产业环境:http://www.ti.com.cn/ww/touch_screen_controllers_and_haptics/buttons_sliders_wheels.htm   · 观看 MSP430 电容式触摸产业环境视频:http://www.ti.com.cn/ww/touch_screen_controllers_and_haptics/touch_product_videos.htm   · 立即开始采用电容式触摸 BoosterPack 进行评估:http://www.ti.com.cn/tool/cn/430boost-sense1   · 通过 TI 触觉驱动器增添逼真的触觉反馈:http://www.ti.com.cn/ww/touch_screen_controllers_and_haptics/haptics.htm   · 转而使用 TI MCU:www.ti.com/maketheswitch   TI 在线技术支持社区   德州仪器在线技术支持社区 www.deyisupport.com 可为工程师提供强大的技术支持,在这里您可以直接向 TI 专家咨询问题。

    时间:2020-09-03 关键词: 德州仪器 MSP430

  • 德州仪器Meta Watch可穿戴蓝牙智能手表开发系统设计

    德州仪器Meta Watch可穿戴蓝牙智能手表开发系统设计

      Texas Instruments Meta Watch™ Bluetooth®可穿戴手表开发系统具有数字或模拟和数字显示屏,能够快速开发“连接手表”应用。 TI Meta Watch具有数字或模拟和数字显示屏,可使开发人员快速而轻松地将设备和应用程序接口扩展到手腕上。 Meta Watch平台采用嵌入式蓝牙技术,可连接到智能手机、平板电脑和其他电子设备。 Meta Watch SDK/API使手表能够方便显示来自移动应用或互联网服务的信息。 TI Meta Watch 可穿戴手表开发系统包括一个3 ATM防水不锈钢外壳、皮表带、矿物玻璃水晶、振动电机,三轴加速计和环境光传感器。 Meta Watch平台优化用于低功率运行,是基于TI MSP430™超低功耗微控制器和CC2560蓝牙主机控制器接口解决方案。 框图   特点   带两个16x80白色OLED显示屏的模拟/数字(MSP-WDS430BT1000AD)   带96x96反射/始终开启显示技术的数字(MSP-WDS430BT2000D)   蓝牙无线技术   3 ATM防水   加速计   环境光传感器   充电电池   不锈钢外壳和皮表带   优点   能够快速开发“连接手表”应用   可连接到智能手机、平板电脑和其他电子设备   方便显示来自移动应用或互联网服务的信息      

    时间:2020-09-03 关键词: 德州仪器 智能手表 可穿戴设备 MSP430

  • 家用便携式医疗设备的市场分析与设计方案对比

    家用便携式医疗设备的市场分析与设计方案对比

      受惠于中国政府医疗改革以及居民对健康保健的重视,中国便携医疗电子市场规模从2006年的80亿元迅速扩大到2011的280亿元!面对如此诱人的市场,本土医疗电子业者却面临诸多难题:外国医疗电子巨头中国布局已经完成、本土医疗电子缺乏准入门槛、缺乏相关标准以及认证机构、缺乏核心技术、缺乏有效创新体系等等。那么,本土医疗电子企业该如何分食便携医疗电子这块诱人的蛋糕?   一、 中国便携式医疗电子产品市场现状与未来   “医疗电子产业是永远的朝阳产业!”中国医疗器械行业协会专家委员会委员王晓庆博士这样评价医疗电子行业,“其他领域很少有价值十几亿的单件产品,但是在医疗电子领域有!全球先进技术都是首先应用于军事技术,其次就应用在医疗领域。”   赛迪顾问半导体研究中心总经理李树翀则从数据分析了医疗电子产业的发展,他表示赛迪顾问在研究时将便携式医疗电子产品分为家用便携和医用便携两大类,家用 便携包括便携式电子血压计、便携血糖仪和数字体温计产品等。医用便携产品包括便携心脏除颤器、动态脑电图、多参数便携监护仪、便携式超声诊断仪等。根据赛 迪顾问的研究,从2006年到2008年,便携式医疗电子产品市场呈现出加速增长的势态,而且没有受到金融危机的影响,2008年市场的总量达到127亿 的规模。      图1 中国便携式医疗电子产品市场规模   他特别指出便携式医疗电子产品市场的抗风险能力比较强,主要原因是:   1、市场处于普及的初级阶段,所以不存在市场饱和所谓的受金融危机影响。   2、目前整个便携式医疗电子市场需要面对的是中国内需市场,目前基本上没有受到金融危机的影响。   3、国人健康意识的提升。      图2 2008年中国便携式医疗电子产品市场结构   他的研究发现,在便携式医疗电子市场中,家用电子市场达到65.4%的份额,而且市场呈现加速增长的态势,2008年市 场的增长速度达到28%!该市场中的电子血压计、便携式血糖仪和电子助听器占据了90%以上的销售份额。由于目前市场普及率还不高,加之中国人口基数比较 大,所以他认为家用便携式医疗电子产品前景非常好。      图3 2008年中国家用便携式电子产品结构   他指出由于上述三类产品超过90%的份额,也从另一个层面说明目前许多家用电子医疗产品在中国市场上还没有开始普及。也说明中国家用便携医疗电子市场的潜力非常之大。   中国医用便携医疗电子市场规模整体的增长速度比家用产品的增长速度要慢一些,从已有的数据来看,多参数便携式监护仪和智能输液棒的增长速度非常快,增速在10%-15%之间。在这个市场中,便携式多参数监护仪、便携式超声诊断仪占据了50%以上的市场。      图4 中国医用便携式医疗电子产品市场结构  

    时间:2020-09-02 关键词: 德州仪器 便携设备 便携医疗 MSP430

  • 实现物联网无线连通性 MSP430微控制器有新招

    实现物联网无线连通性 MSP430微控制器有新招

      物联网 (IOT) 的早期阶段已经开始改变我们的生活方式、商业模式和决策方法。随着控制器、处理器、传感器和发射器成本的降低,任何组装有电子电路和必须与其它系统进行远程通信的的器件都有希望成为一款“智能器件”。这包括传感器、仪表、恒温器、开关、医疗监视器、电机、家用电器、车辆、工具、甚至是衣服和厨房用具。你随便说出任何一种事物,它都有可能很快成为这一快速增长的IoT中的一部分。   由于IoT要求日常产品具有更多连通性,MSP430TM微控制器 (MCU) 的主要用途就是通过超低功耗架构来实现IoT应用。这其中包括针对最低待机功耗、有源处理功率、外设功率、以及存储器读取和写入的设计。MSP430 MCU在所有IoT应用中为那些真正关心低功耗(以及超低功耗)的开发人员提供最佳功效。MSP430 MCU具有一个可升级平台,以支持目前消费类、工业、健康和健身应用的需要。   TI的超低功耗MSP430 MCU具能够在具有多种系统架构的无线应用中发挥作用。这篇白皮书介绍了4款不同的IoT架构,并且强调了如何用MSP430 MCU轻松设计无线连通性解决方案,从而开始IoT设计。   无线MCU解决方案   超低功耗MSP430 MCU被设计成在4种不同的连通性架构中运行。如下图所示,第一个架构为在单芯片上运行网络堆栈和主机应用程序的无线MCU解决方案。TI的CC430系列就是非常适合于这一架构的无线MCU。这个解决方案提供MCU内核、外设、软件和sub-1 GHz RF收发器之间的紧密集成,从而创建出一款易于使用的无线MCU解决方案。TI的CC2541是另外一个功率经优化的无线MCU示例。它可以用低物料清单 (BOM) 成本来实现Bluetooth® 低功耗 (BLE) 和专有2.4GHz网络节点。CC2541是领先RF接收器的性能与8051 MCU的综合体。   这个配置非常适合于小型到中型RF协议栈,其中的存储器空间可被平均分配至RF物理层、RF协议和顶层应用程序。紧密集成可为物理与协议层之间的处理实现高度优化代码和性能。   在硬件方面,这个配置是物理层尺寸为优先考虑因素的应用的理想选择。这个配置免除了对于数个外部组件的需要,所有这些组件已经集成在器件内部。此外,可以进一步减少两芯片解决方案内的MCU和射频所需要的组件数量,这是因为无线MCU配置中可以共用这些组件。更少的组件数量有助于简化印刷电路板 (PCB) 路由走线和布局布线考虑因素,为RF布局布线和组件或传感器放置位置的优化提供了更大的自由度,考虑到印刷电路板上的尺寸限制,这些才是影响应用的实际问题。最后,这些优势全都有助于最大限度地减少物料清单 (BOM) 和物理板级空间,以满足空间受限和成本优化的无线应用的需要。   这种架构的一个示例就是eZ430-ChronosTM 智能手表。这是一款高度集成的无线开发系统,为创建无线智能手表应用的开发人员提供完整的参考设计。Chronos是很多应用的基准平台,诸如无线手表系统、针对个人局域网的显示、用于远程数据搜集的无线传感器节点、以及很多其它应用。CC430可实现高度集成,特有Sub-1 GHz射频前端、一个96段的LCD显示屏、一个温度传感器、一个电池电压监视器、一个集成压力传感器和用于运动感觉控制的3轴加速计,所有这些器件均集成在一个适合于手表小外形尺寸的小型PCB内。Sub-1 GHz射频使得Chronos可以作为附近无线传感器(诸如计步器和心率监视器)的中央集线器。在软件方面,这个应用特有SimpliciTITM,一款针对低功耗无线应用(具有可升级至255个节点的星形拓扑)的简单和灵活RF协议。      1、MCU运行堆栈和应用   第2个连通性架构是诸如MSP430F5xx系列的强大MCU,用于运行主机应用和网络堆栈,从而实现TI的SimpleLink Bluetooth CC2564双模式解决方案等无线连通性器件,以提供同类产品中最佳的RF性能。   在这个配置中,MCU具有对RF协议和应用层的完全控制权,从而使应用能够具有到RF和物理层更直接的访问权限和可视性。这是针对MCU和RF收发器的最传统配置。赋予MCU智能性可以实现简单且稳健耐用的射频功能,而这也是MCU所最擅长的:发送和接收无线数据。由于MCU通常在存储器、处理能力以及数字和模拟集成方面具有最多资源,这个配置最大限度地发挥了MCU的多用途这一特性,使其能够利用和优化所有资源,以适应和融入不同类型的无线协议和应用当中。   例如,这个架构常见于超低功耗无线传感器网络中,诸如常见的MSP430 MCU与Simplelink CC2500 2.4GHz RF收发器的配对使用。MSP430 MCU通常在小型到中型网络中使用,它能够用较少的内存占用来运行相对小型且尺寸经优化的无线协议,它支持星形拓扑,有时也支持网状拓扑。这类架构中的器具经常具有针对功率进行优化的特性,诸如睡眠终端节点,支持访问点信标的时间同步,数据包存储和转发等。这些特性对于实现超低功耗、能量采集、以及无电池应用十分关键。   这个架构也见于近场通信 (NFC) 应用中。TRF7970A NFC收发器能够与MSP430F5xx/6xx器件配对使用,其原因是它们都具有多个SPI端口、内置USB和I2C接口。在最简单的配对水平上,这个组合能够将自动化、控制、和身份验证添加到很多现有的MCU应用中。例如,在MCU的帮助下,一个NFC标签能够取代门锁钥匙。MCU包含整个NFC堆栈、安保身份验证软件、以及控制外设(其中包括伺服器、电机和LED)的应用层。进一步讲,这个组合在连接切换应用中提供省电功能和便利性,比如一个IoT网关,在这个网关上,用户可以充分利用Wi-Fi网络内器件的简单、一键设置/配置功能。   2、MCU运行应用   在第3个架构中,无线连通性解决方案包含与SimpleLink Wi-Fi® CC3000模块内相类似的网络堆栈,以及类似于MSP430G2xx超值系列 (Value Line) MCU等运行主机应用的单独处理器。从软件的角度出发,这个配置可实现MCU上的最小RF开销。   它非常适合于功能齐全且不会经常发生变化的RF协议。这通常是指定义明确且完全成熟的RF技术,其中包括Wi-Fi或GPS(以及某些Bluetooth)。除非绝对必要,这种情况有助于最大限度地减少RF堆栈的现场更新或重新编程。它还有助于简化代码开发工作,其原因是开发人员能够依靠打好包的RF堆栈来进行开发并专注于MCU中的高级应用。RF堆栈与应用层的隔离使得MCU能够将尽可能多的硬件资源和带宽用于应用。 本文选自《嵌入式技术特刊》,更多优质内容,马上下载阅览

    时间:2020-08-30 关键词: 低功耗 物联网 MSP430

  • 物联网时代产品设计如何实现低功耗

    物联网时代产品设计如何实现低功耗

      随着科学技术不断的发展,嵌入式系统应用领域越来越广泛。在产品性能体验上,更多的厂商越来越重视低功耗设计,而电路与系统的低功耗设计也一直都是电子技术人员设计时需要考虑的重要因素。特别是最近两年很火爆的穿戴产品,智能手表等都是锂电池供电,如果采用同样容量大小的锂电池进行测试,不难发现电子产品低功耗做的好的,工作时间越长性能越好。   那么如何考虑低功耗设计?从大体方向来看,目前的低功耗设计主要从芯片设计和系统设计两个方面考虑:   一是随着半导体工艺的飞速发展和芯片工作频率的提高,芯片的功耗迅速增加,而功耗增加又将导致芯片发热量的增大和可靠性的下降。因此,功耗已经成为深亚微米集成电路设计中的一个重要考虑因素。   二是在嵌入式系统设计主要应用于便携式和移动性较强的产品中,而这些产品不是一直都有充足的电源供应,往往是靠电池来供电,所以设计人员从每一个细节来考虑降低功率消耗,从而尽可能地延长电池使用时间。   事实上,从全局来考虑低功耗设计已经成为了一个越来越迫切的问题。因此,低功耗设计排在电子产品设计的重要地位。经专家认真分析总结,将低功耗设计的方法总结如下:   其一,要明白功耗分为工作时功耗和待机时功耗,工作时功耗分为全部功能开启的功耗和部分功能开启的功耗。对于一个电子产品,总功耗为该产品正常工作时的电压与电流的乘积,这就是低功耗设计的需要注意事项之一。   其二,是模块工作的选择控制,一般选择具有休眠功能的芯片。比如在设计一个系统中,如果某些外部模块在工作中是不经常使用的,可以使其进入休眠模式或者在硬件电路设计中采用数字开关来控制器工作与否,当需要使用模块时将其唤醒,这样我们可以在整个系统进入低功耗模式时,关闭一些不必要的器件,以起到省电的作用,延长了待机时间。   其三,选择具有省电模式的主控芯片。现在的主控芯片一般都具有省电模式,通过以往的经验可以知道,当主控芯片在省电模式条件下,其工作电流往往是正常工作电流的几分之一,这样可以大大增强消费类产品电池的使用时间。   其四,功耗的测试。功耗测试分为模块功耗和整机功耗,模块功耗需要测试休眠时功耗和工作时功耗。整机功耗分为最大负荷工作时功耗和基本功能时功耗和休眠时功耗。   为了使产品更具竞争力,工业界对芯片设计的要求已从单纯追求高性能、小面积转为对性能、面积、功耗的综合要求。而微处理器作为数字系统的核心部件,其低功耗设计对降低整个系统的功耗具有重要的意义。   关于FPGA低功耗设计,可从两方面着手:一是算法优化; 二是FPGA资源使用效率优化。   算法优化可分为两个层次说明:实现结构和实现方法。首先肯定需要设计一种最优化的算法实现结构,设计一种最优化的结构,使资源占用达到最少,当然功耗也能降到最低,但是还需要保证性能,是 FPGA设计在面积和速度上都能兼顾;另一个层面是具体的实现方法,设计中所有吸收功耗的信号当中,时钟是罪魁祸首。虽然时钟可能运行在 100 MHz,但从该时钟派生出的信号却通常运行在主时钟频率的较小分量。此外,时钟的扇出一般也比较高。这两个因素显示,为了降低功耗,应当认真研究时钟。   资源使用效率优化是介绍一些在使用FPGA内部的一些资源如BRAM,DSP48E1时,可以优化功耗的方法。FPGA动态功耗主要体现为存储器、内部逻辑、时钟、I/O消耗的功耗。其中存储器是功耗大户,如xilinx FPGA中的存储器单元Block RAM,因此在这边主要介绍对BRAM的一些功耗优化方法。   如何进行低功耗设计,大家肯定想到MSP430,MSP430的特长就是进行低功耗。使用这片芯片,能使得产品的大脑——微控制器的功耗更低。但是,进行这样的处理就能得到低功耗的产品或设计了吗?一个产品的低功耗设计,并不仅仅只是采用一个低功耗的MCU就能解决的问题。产品的低功耗,不久取决于MCU的低功耗,也取决于低功耗的外围硬件电路。   一、低功耗系统的电源电路。对于在电池不同的电压时,分别要进行升压或者降压的电路,可以使用低功耗的升降压稳压电路,如TI的TPS630,可以在1.8V~5.5V电压范围内,稳定地输出3.3V电压。当然,这种电路比低功耗LDO的功耗要略高,它静态功耗为30~50uA。另外,当产品不需要一直待机时,可以采用受程序控制进行断电的电源开关电路。让产品在不使用时自动断电,从而功耗更低。   二、外部电路的电源管理。采用带关断功能的器件。对于不需要一直工作的当外围器件,当不工作时,尽量关断该部分电源,以达到更低的功耗。对某些没有关断管脚的电路,可以采用MOS管、CMOS驱动器等电路实现电源开关,对局部的电路进行电源管理。当然,如果能采用零功耗的外围电路就是更理想的了。   三、避免IO口漏电流。当外围电路没有电源时,IO口仍然可能会是潜在的电源输出。所以当外围电路断电后,IO状态应设置为输入状态或者输出低电平状态,避免漏电流。   四、低功耗的信号调理电路。对于各种传感器,大量信号调理电路被采用。而非常多的经典的信号调理电路却并没有考虑功耗问题。对于低功耗产品设计,应该采用低功耗的信号调理电路。比如采用低功耗运放,TLV2241等每运放功耗仅1uA。低功耗的同向放大器或反向放大器,低功耗的I/V变换电路,低功耗的仪表放大器等等。   总的来说,低功耗设计是物联网时代发展需求,对产品性能的提升具有重要的意义。为此,电子发烧友网举办2015第二届物联网大会,将评估IoT各领域的商业机会,并关注IoT重要技术节点以及关键创新产品的发展现状,探讨完善的产品创新解决方案,同时将针对业界面临的诸多挑战举办专题研讨会,讨论物联网时代下各种解决方案以创造IoT长远发展。

    时间:2020-08-28 关键词: FPGA 低功耗 物联网 MSP430

  • 基于MSP430的医疗电子设计方案汇总分析

    MSP430系列单片机是美国德州仪器(TI)1996年开始推向市场的一种16位超低功耗、具有精简指令集的混合信号处理器。称之为混合信号处理器,是由于其针对实际应用需求,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,以提供“单片机”解决方案。该系列单片机多应用于需要电池供电的便携式仪器仪表中。该单片机功耗超低,且片内功能丰富,运算速度快,处理能力强,所以适用范围很广。本文主要介绍MSP430单片机在医疗产业方面的应用。 基于MSP430与DTMF技术的医院呼叫对讲系统设计 医院呼叫对讲系统是提高医院的护理水平的重要设备之一,其基本功能就是通过一种简便的途径使护理对象与医护人员达成沟通。16位的MSP430单片机的集成度很高,片内资源丰富,主要的突出特点是低功耗,可以实现长时间的稳定工作,应用到该系统后,性能得到很好的优化,可以提高医护人员的工作效率和降低他们的劳动强度,病人也能得到及时的护理和医疗,可以显著提高医院的服务水平和医疗质量。 基于MSP430的心肺听诊技能训练系统的设计 从结构方面看,该系统可以分成模型人和遥控器两部分。模型人主要有内部无线接收装置和控制装置以及人体表面的专用装置。遥控器上有液晶显示屏、键盘以及相关说明。考核者可以很方便地向模型人内部的无线接收装置发出指令信号,无线接收装置以收到的指令来确定是什么疾病类型,从而控制模型人身上各位置点应该发出什么声音,当听诊器接触到模型人身上相应的位置点时,相应的装置会给控制单元一个位置信号,然后控制单元将这个信号通过多路模拟开关控制相应的喇叭闭合发出所在点的心肺听诊音,被考核者通过听诊器将此声音传到人耳朵里,这就完整模拟了一次真实的听诊过程。 基于MSP430的高性能便携型电子血压计设计 在研究国内外已有产品或设计构思的基础上 ,使用先进的信号处理技术与智能控 制技术,尽量消除脉搏提取处理中的噪声干扰与非 线性失真,提高血压测量的准确性与稳定性,并提 高了测量的自动化和智能化。本设计采用Motorola公司的MPX53GC硅压式 传感器和TI公司MSP430F149单片机为主要器件, 构成电子血压计。系统由MCU、 传感器、LCD液晶显示器、操作面板、充放气控制 电路、气泵和气阀、蜂鸣器、存贮器、电源等部分构成。 基于MSP430的十二导联同步心电图机系统设计 本十二导联同步心电图机采用德州仪器公司的MSP430系列的MSP430FG4616作为控制核心,可方便地实现心电信号的采集、处理、显示以及传输。系统主要由五部分组成:前置放大电路部分用来放大各导联心电信号;带通滤波电路部分用来滤除心电信号频率范围以外的噪声;陷波电路用于滤除50Hz工频干扰和35Hz肌电干扰;生物电信号数据采集电路部分用来采集放大后的各导联心电信号并将数据发送给单片机;右腿驱动电路部分不仅可以抑制50Hz工频干扰,还可根据检测到的心电信号适当调整人体电平,便于ADC采样;数据处理显示部分用来采用滤波算法处理采集的数据并实时显示心电波形;网络传输部分用来将采集的心电数据传输至医院或疾病控制中心,便于随时了解病人的状况。 基于MSP430的低功耗便携式心电仪的设计 低功耗便携式心电仪由MSP430F169、心电信号采集调理电路、液晶显示模块、数据存储模块、按键输入模块等组成,通过以标准导联方式I和人体相连的电极取得的心电信号,因为环境中存在各种干扰(人体自身的肌电干扰,外部的工频干扰等),所以必须经过模拟放大电路的放大、滤波等调理之后才可进入MSP430F169单片机,利用单片机内部的A/D模块对模拟信号进行模数转换,然后存储数据,并在液晶屏上显示,观察者可以直观地看到心电信号波形和每分钟心跳的次数。 基于MSP430的光电微损法血糖监测系统 本设计采用由数千根光纤组成的光纤束来发送和接收光,并增加一路参考光路,组成三探头的光纤束传感器。整个光纤传感探头采用了同心圆的结构,两路发射光纤束为内圆,并对其进行随机均匀分布排列,而外环为接收光纤束。在测量光纤和参考光纤足够多的情况下,两种波长的光照射到物体上的光斑面积近似相等。这种光纤探头无间隙紧密排列,光纤尺寸、光路相同,易于做成带状,能自动补偿光源强度和反射率以及环境等因素变化对测量精度的影响。 基于MSP430F449的电子血压计设计 本系统主控电路主要由MSP430F449芯片、JTAG接口电路、时钟发生电路、时钟输出电路、复位电路、PWM波输出电路、供电电路等组成。其中JTAG用于下载和调试程序,PWM波输出电路用于控制气泵。当测量血压时,先充气至200mmHg高,再慢慢以每秒约下降5mmHg的速度放气。实现自动测量血压。 基于MSP430的无极性恒流电刺激器的设计 本文提出了一种双极性恒流电刺激器的设计方案,并给出了具体的实现方法,该刺激器可用于合成多种信号调幅的无极性指数脉冲,不仅能满足治疗效果,还兼顾了刺激的安全性。 系统硬件结构包括MSP430F4270主控芯片、信号合成模块以及信号输出模块.调幅信号产生方式采用了数字式波形发生器方式,预先把所需要的调幅信号产生的波形以某一采样率数字化成为波形数据,存储到MSP430的FLASH中,刺激开启时,再把这一波形所对应的数据根据刺激参数以一定的频率送到片内的12位数-模转换电路,输出的就是需要的调幅信号。 基于MSP430F149和nRF905的无线血氧指夹的设计 本无线血氧指夹以MSP430F149微控制器为主控芯片,用单片机的I/O接口来驱动发光二极管。系统采用迈瑞公司生产的手指端血氧指夹,指夹的输出量为电流信号,可用于反映透射光光强。该电流信号经过电流一电压转换、放大、滤波等信号调理后,可转换为脉搏波信号,最后由MSP430F149内置的12位ADC采样进入单片机进行处理,并通过计算得到血氧饱和度值,将该值打包后由单片机发送到nRF905模块,然后通过天线发送出去。  基于MSP430的颅内出血检测设备设计方案 设备以MSP430单片机为控制核心.其输出脉冲信号驱动特定波长的LED产生近红外光.近红外光源透过颅脑组织,由检测探头中的光电传感器采集含有脑组织血氧信息的光信号,光电转换后将电信号传送给单片机,经过处理后的信号可以保存在EEPROM中也可通过LCD显示。还可以将信号通过USB口传送给计算机进行进一步处理或存储。 基于MSP430微处理器和GSM移动通信的血糖监护系统设计 基于MSP430单片机的血糖测试仪主要由酶电极传感器、信号处理、单片机数据采集处理以及单片机与手机的串行通讯几部分组成.酶电极传感器采用三电极系统,分为参比电极、对极和工作电极。前置信号处理采用模拟开关对电极接入电路情况进行控制,从而为系统提供不同的工作状态,信号处理采用放大器和低通滤波,将传感器的电流信号转换放大滤去高频干扰,为后续电路的数据采集提供质量较高的信号,血糖浓度的数据采集处理和串口数据通讯,采用TI公司的MSP430系列单片机为主控单元完成。 基于MSP430设计的微型家用心电图机 本文介绍了一种微型家用心电图机。该仪器具有强大的功能:显示监测、存储、回放、打印、记录管理、电源报警、电话或者互联网络传输。与其他心电图机的突出不同之处在于,本系统采用新型低功耗的16位单片机--MSP430 F135作为整个系统的控制核心,并配备相应的16位低功耗存储器AT29LV1024和液晶显示模块LMS0192A,从而简化了系统硬件电路,同时也大大降低了系统成本,因而该家用心电图机具有极为广阔的应用前景。

    时间:2020-07-30 关键词: MSP430

  • 基于高性能超低功耗MSP430的倒车雷达系统设计

    基于高性能超低功耗MSP430的倒车雷达系统设计

    随着人们对汽车辅助驾驶系统智能化要求的提高和汽车电子系统的网络化发展,新型的倒车雷达应能够连续测距并显示障碍物距离,并具有通信功能,能够把数据发送到汽车总线上去。 以往的倒车雷达设计使用的元器件较多,功能也较简单。本文介绍的基于新型高性能超低功耗单片MSP430F2274的倒车雷达可以弥补以往产品的不足。 TI 公司的16位单片机MSP430F2274功耗极低,片上资源丰富,同时利用JTAG 接口技术,可以对片上闪存方便的编程,便于软件的升级,非常适合作为倒车雷达系统的微控制器。倒车雷达系统的框图如图1所示。 图1 倒车雷达系统框图 电路设计 系统以MSP430F2274微控制器为核心,外围电路由超声波发射电路、超声波接收电路、声光报警电路、通信接口电路、键盘液晶显示电路五部分组成,下面逐一介绍。 图2 倒车雷达系统主控电路图 系统的主控电路图如图2所示。本系统中选用的MSP430F2274片内有32Kb 闪存和1KbRAM,因此无须外扩存储器。外接的32.768kHz 晶振作为CPU 关闭状态Basic-TImer 的时钟源,同时也作为系统的车载时钟使用。 超声波发送模块电路如图3所示,由超声波产生和发射两部分组成。超声波的产生方法有两种:硬件发生法和软件发生法。常用的硬件发生法常采用如下方案:超声波由CD4011构成的振荡器振荡产生,经升压变换推动超声波换能器而发射出去,振荡器的起振和停振由单片机来控制。本设计采用软件发生法,因为通过软件发生法既可以减少硬件的复杂程度,降低系统的成本,又具有灵活性强、容易实现、稳定性好的优点。本系统利MSP430F2274单片机的定时器功能来产生稳定的PWM(40Hz)脉冲波,并通过I/O 端口P2.3输出到超声波发射部分。在超声波发射电路中CD4049一共包括了6个非门,图3 中线路仅使用了3个,为了防止干扰或被静电击穿导致整个CD4049损坏,把没有使用的那一侧的3个非门串起来做接地处理。当控制端输出一系列固定频率脉冲时,在压电陶瓷型超声波发射换能器UCM-40-T 上就固定频率的加正电压和反电压,发出大功率的超声波,所得到的波形比其他方式效果更理想。 图3 倒车雷达超声波发送模块

    时间:2020-07-29 关键词: 汽车电子 倒车雷达 MSP430

  • 关于TIDA-00373智能照明的设计方案分享

    关于TIDA-00373智能照明的设计方案分享

    MSP430超低功耗(ULP)FRAM平台集成了独特的嵌入式FRAM和全面的超低功耗系统架构,让创新者能够以较低的能量预算提高性能。FRAM技术整合了SRAM的速度、灵活性和耐久性与闪存的稳定性和可靠性,大幅降低了功耗。 MSP430 ULP FRAM产品系列包含丰富的器件,具有FRAM、ULP 16位MSP430 CPU和面向各种应用的智能外设。ULP架构展示了7种低功耗模式,能够延长电池寿命。 MSP430FR5969主要特性 嵌入式微控制器 时钟速率高达16MHz的16位RISC架构 宽电源电压范围:1.8V~3.6V(最低电源电压受SVS电平限制) 优化的超低功耗模式 活动模式:约100µA/MHz 待机(带有VLO的LPM3):0.4µA(典型值) 实时时钟(LPM3.5):0.25µA(典型值)(3.7pF晶体为RTC定时) 关断(LPM4.5):0.02µA(典型值) 超低功耗铁电RAM(FRAM) 64KB非易失性存储器 超低功耗写入 以每个字125ns的速度快速写入(4ms内,64KB) 统一存储器=单个空间内的程序+数据+存储 耐久性:1015写周期 耐辐射和非磁性物 智能数字外设 32位硬件乘法器(MPY) 3通道内部DMA 具有日历和报警功能的实时时钟(RTC) 5个16位定时器,每个都具有7个采集/比较寄存器 16位循环冗余校验器(CRC) 高性能模拟 16通道模拟比较器 具有内部参考和采样保持的12位模数转换器(ADC),外部输入通道多达16条 多功能输入/输出端口 所有引脚均支持电容触摸功能,无需外部元件 可以按位、字节和字(成对)访问 从所有端口上的LPM唤醒 所有端口上的可编程上拉和下拉 代码安全与加密 128位或256位AES安全加密与解密协处理器 随机数发生算法的随机数种子 增强型串行通信 eUSCI_A0和eUSCI_A1支持 具有自动波特率检测功能的UART IrDA编码和解码 速率高达10Mbps的SPI eUSCI_B0支持 具有多重从寻址功能的I2C 速率高达8Mbps的SPI 硬件UART和I2C引导加载程序(BSL) 灵活的时钟系统 具有10个可选工厂校准频率的固定频率DCO 低功耗、低频内部时钟源(VLO) 32kHz晶体(LFXT) 高频晶体(HFXT) 开发工具和软件 采用EnergyTrace++技术的免费专用开发环境 开发套件(MSP-TS430RGZ48C) MSP430FR5969应用 计量 传感器管理 能量采集传感器节点 数据采集 可穿戴电子 图1 MSP430FR5969功能框图 TIDA-00373智能照明参考设计 该系统能够根据周围环境中的环境光来动态调整背光亮度,从而节约了电力,延长了背光元件的使用寿命。背光亮度调节还为用户实现了更加舒适的观赏体验。可以通过睡眠或待机模式进一步节约电力和延长背光使用寿命。接近唤醒特性可以检测人在靠近,从而唤醒系统。 德州仪器生产的可见光传感器具有良好的人眼光谱匹配能力,能在被人眼注视时让系统将背光亮度调节到最舒服的水平。背光被激活时,一个很简单的算法即可确定理想的背光亮度。 接近唤醒由德州仪器的电容-数字转换器实现。电路板边沿附近的电容传感器在电路板周围提供了360度检测场。靠近器件正面时,接近检测的效果最好。 TIDA-00373智能照明参考设计主要特性 利用铜PCB材料或其它导电材料检测人体接近 良好的人眼光谱匹配能力 动态调节背光亮度 用于户外的UV滤波器 湿度和温度传感器 该子系统通过了测试,包含硬件文件、固件、演示和入门指南 TIDA-00373智能照明参考设计特性应用 楼宇自动化 接近检测 智能恒温器 智能照明 控制面板 面向无线接近方案的连接器 图2 TIDA-00373智能照明参考设计框图 背光和智能照明控制参考设计具有下列器件 OPT3001:单芯片照度计,测量人眼能够看到的光强度,具有IR抑制功能 FDC1004:面向电容感应解决方案的4通道电容-数字转换器 HDC1000:数字温湿度传感器 MSP430FR5969:具有64KB FRAM、2KB SRAM和40个I/O的16MHz ULP微控制器 TLV71333P:具有出色的线路和负载瞬变性能的低静态电流LDO LM3630A:高效率、双串白光LED驱动器 TPD2E2U06:双通道、超低电容ESD保护器件 图3 TIDA-00373智能照明参考设计ISE4024外形图(正面) 图4 TIDA-00373智能照明参考设计电路图 表1 TIDA-00373智能照明参考设计材料清单

    时间:2020-07-17 关键词: 德州仪器 LED 智能照明 MSP430

  • 如何快速设计红外体温检测仪?TI来支招!

    如何快速设计红外体温检测仪?TI来支招!

      体温检测是我们居家,出入社区或工作场所以及出行中的必要监测。红外体温检测仪通过非接触式测温有助于减少接触传染。在这里我们来和大家谈谈这个系统和主要的设计方案。   MSP430系列单片机是德州仪器(TI)公司1996年开始推向市场的一种16位超低功耗RISC混合信号处理器,基于该系列产品开发出来的应用不计其数,数不胜数,尤其是面向传感与检测类终端应用,因其在片上集成有高性能ADC、LCD驱动、串口通讯、PWM输出等模块,成为了红外体温检测仪厂商的不二之选。配合TI提供的丰富的线上软硬件设计资源,使得开发人员可以大大简化设计流程,快速开发红外体温检测仪原型机,同时节省电路板空间从而降低成本。   下图提供了基于MSP430单片机和TI电源管理、放大器及温度传感器器件的红外温度检测仪系统解决方案。         图 1 红外体温检测仪系统框图   MSP430系列单片机作为方案的主控MCU,可为测温仪系统设计方案提供以下功能和特性:   丰富的外设满足测温仪设计需求:   1、MSP430片上集成的逐次逼近式SAR ADC或高分辨率Sigma-Delta ADC配合TI的TLV333放大器对模拟型红外温度传感器采集到的高精度信号量进行采样并转换数字温度量,同时可以对电池电压进行实时监控;   2、MSP430片上集成的LCD驱动模块,可以帮助开发人员为测温仪快速实现LCD显示的设计。MSP430FR4133内置的高达 4×36 段或 8×32 段 LCD 驱动模块,更是支持LCD的Segment和COM管脚的灵活配置,可以简化开发人员的PCB设计;   3、I2C串口通讯接口可以满足高精度数字温度传感器或数字型红外温度传感器、数字型接近传感器等辅助传感元件的信号采集和输入;   4、片上集成的定时器模块可以输出多路PWM信号以驱动测温仪指示灯、蜂鸣器等装置;   5、GPIO在超低功耗模式下的中断使能,可以为电池供电的测温仪系统提供待机模式下的快速按键响应。   超低功耗设计助力测温仪的长续航和高使用频次:   MSP430系列单片机从1996年推出至今,一直以超低功耗作为产品的家族基因,为产品的低功耗设计提供丰富的低功耗智能外设。因为高频次使用,红外体温检测仪对设备电池供电的续航和使用频次要求颇高,因此测温仪的低功耗运行便成为系统设计的关键挑战。   丰富的产品系列提供了灵活的内存选择:   MSP430系列单片机提供片上16KB以上存储器可以满足绝大多数测温仪产品的内存需求。该系列丰富的产品家族更是提供高达512KB的多种内存选择,用户选择不同内存大小的同时无需过多的工作量便可以快速迁移现有设计。可为测温仪推荐的产品型号有:    表1红外体温仪MCU产品型号推荐   图1的方案中同时包括了TI丰富的电源管理、信号链和传感器产品。   TPS61099 系列芯片是专门针对需要超低功耗应用的升压芯片,首先,静态功耗仅仅为800nA,而且输入电压低至0.7V,可以完美支持单节干电池供电,同时在输入1.5V,输出3.3V/10uA条件下可达到80%的效率。TPS61099x系列芯片提供输出可调版本和输出固定版本两种供客户选择,固定版本支持1.8V~5.0V几乎各种常见输出电压。   TPS62170降压转换器提供低IQ,有助于延长系统的电池寿命,尤其是在不使用系统时。此外,它还支持在 2 MHz 以上的切换频率下实现高效率,以帮助设计人员减少所需电感器的大小,从而减小整个解决方案的大小。   TLV333运放是TI的零温漂运放系列产品,具有高精度低功耗的特点。一方面,该运放的超低输入失调电压(15 µV max)和低温漂(0.02μV/℃)利于最小化温度检测误差,其轨到轨输入/输出性能帮助最大化动态范围。另一方面,低静态电流(28 µA max)、低电压(1.8V to 5.5V)和小尺寸封装(最小SC70封装),加上-40℃ 至+125℃的工作温度范围,非常适合手持式或电池供电的医疗设备。此外,该运放系列也有双通道(TLV2333)和四通道(TLV4333)的选择。   在某些系统中可能需要更快的建立时间和更低的噪声来帮助加快温度测量。对于这些情况,OPA388是替代TLV333的不错选择。OPA388将提供较低的输入失调电压(最大值为5μV),较低的噪声(7 nV / rt(Hz))和更快的建立时间(2μs),所有这些都将有助于最小化建立时间和所需的平均采样数量达到指定的温度分辨率。   TI具有多种运算放大器,可用于模拟传感元件和ADC之间的信号接口。下表列出了其他可以适用于此设计的放大器,所有放大器均采用双重封装。   表2用于信号接口的运算放大器推荐   TI提供了多种温度传感器,我们的高精度数字传感器TMP117x在-20°C至50°C范围内的精度为±0.1°C。该器件集成了16位分辨率ADC,可通过I2C或SMBus与设计人员的数字控制器进行通信。该器件专为电池供电的系统而设计,因为它在停机时仅具有150nA的Iq消耗,并且每1Hz转换周期只需要3.5µA。对于在MCU中具有集成ADC的系统,TI还提供了模拟温度传感器和热敏电阻。LMT70提供与温度相对应的电压输出,在20°C至42°C之间的最大准确度为±0.13°C。对于成本敏感型系统,TMP61线性热敏电阻提供1%的温度容差、并简化了使用传统的NTC的校准过程。对于更具成本敏感性的数字温度感测应用,可以使用TI的TMP1075,它在−25°C至+ 100°C的范围内具有±1°C(最大值)的精度。对于在MCU中集成了ADC的系统,TI还提供了模拟温度传感器, TMP23x提供了广泛的设计灵活性,因为设计人员可以在±0.5°C至±6°C的精度和增益范围内进行选择。   为了给ADC和感应元件供电设计通常需要一个低噪声,灵敏的电压轨。低压差稳压器(LDO)易于使用,并且能够为敏感的模拟电源轨提供干净,低噪声的电源,因此这是一种常见的选择。对于这种特定的需求,TPS7A20的超低噪声(6 µVRMS),高纹波抑制(85db @ 1 kHz)和低静态电流(典型值为6 µA,停机模式下为150nA )让它成为最佳选择。这为ADC和传感元件提供了所需的低噪声轨(在过滤DC / DC纹波的同时还产生了很小的固有输出噪声),同时还为电池供电的应用提供了低静态电流(延长了电池寿命)。对于电池电源系统,TPS7A02是另一个不错的选择,因为它提供了纳瓦级IQ(25nA,停机模式下为3nA),同时还提供了较高的PSRR,可用于后置DC / DC调节。 TPS7A02还具有出色的瞬态响应,这对于占空比负载至关重要。   市场上有一些高端产品也包括低功耗蓝牙(BLE)通信模块。如果有兴趣将其添加到系统中,CC2640R2F IC或CC2650MODA模块则是非常适合。TI的SimpleLink™ 软件能帮助设计人员尽快的完成开发过程。   为了减少电流的消耗,还可以使用诸如TPS2051x这样的具有集成故障的负载开关,或者具有超低漏电流的TPS22916xx,都可以用于将BLE模块与电池电源或任何其他直流电源断开。这样可以延长产品的电池使用时长,同时为用户增加其他功能。   本文中详细介绍的TI器件将助力设计人员快速设计红外体温仪。TI高度重视客户在我们遍布全球的生产基地的支持下设计和制造这种终端设备的工作,同时会持续提供高质量的设计帮助和出色的客户支持。

    时间:2020-04-27 关键词: 处理器 混合信号 MCU 测温仪 MSP430

  • 基于MSP430的驱动电路

    基于MSP430的驱动电路

    生活中最常见的灯就是LED灯,但是很少有人知道LED灯需要LED驱动器,MSP430系列单片机以低功耗和外设模块的丰富性而著称,而针对电容触摸应用,MSP430的PIN RO 电容触摸检测方式支持IO口直接连接检测电极,不需要任何外围器件,极大的简化了电路设计,而本设计文档中使用的MSP430G2XX5 更支持多达2个IO口,可驱动24个以上的LED灯,达到理想的显示效果。下面小编带领大家来了解LED驱动器的相关知识。 电容触摸实现原理 MSP430根据型号的不同支持多种电容触摸检测方式,有RC 震荡、比较器、PIN RO,本设计使用的是PIN Relaxation Oscillator 方式,原理如图,芯片管脚内部检测电路由施密特触发器、反向器,以及一个电阻组成,震荡信号经过施密特触发器变成脉冲信号,再通过反向器反馈回RC 电路,通过Timer_A对施密特触发器的输出进行记数,再通过设置测量窗口Gate 获得记数的结果。当手指触摸电极,电极上的C 产生变化,导致震荡频率改变,这样在定长的测量窗口就能获得不同的记数结果,一旦差值超过门限,结合一定的滤波算法判断就可以触发触摸事件。     PIN RO 原理图 电路设计 MCU 通过一个5V 转3.3V 的LDO 给VCC 供电,使用LDO的目的是为了保证电源的稳定,让触摸电路在检测信号时不会因为电源的噪声产生过大的信号偏差。电极上串的电阻作为ESD保护器件,如果在产品结构设计合理的情况下可以省去。电路中预留了UART 口与主控系统通讯。 由于每一个LED 的电流在10mA左右,24个LED如果同时亮就有240mA,无法通过MCUIO口直接驱动,在每个LED 上加一个三极管以及限流电阻,实现24路LED 的控制。以上就是小编整理的关于LED驱动器的相关知识,小编能力有限,但是在每次设计之后会继续分享设计感受。

    时间:2019-07-31 关键词: 电压 电流 电源技术解析 MSP430

  • MSP430及电路设计

    MSP430及电路设计

    MSP430系列单片机功率消耗低,包括多种模块,针对电容触摸应用,MSP430的PIN RO 电容触摸检测方式支持IO口直接连接检测电极,简化了电路。 电容触摸实现原理 MSP430根据型号的不同支持多种电容触摸检测方式,有RC 震荡、比较器、PIN RO,本设计使用的是PIN Relaxation Oscillator 方式,原理如图,芯片管脚内部检测电路由施密特触发器、反向器,以及一个电阻组成,震荡信号经过施密特触发器变成脉冲信号,再通过反向器反馈回RC 电路,通过Timer_A对施密特触发器的输出进行记数,再通过设置测量窗口Gate 获得记数的结果。当手指触摸电极,电极上的C 产生变化,导致震荡频率改变,这样在定长的测量窗口就能获得不同的记数结果,一旦差值超过门限,结合一定的滤波算法判断就可以触发触摸事件。 PIN RO 原理图 电路设计 MCU 通过一个5V 转3.3V 的LDO 给VCC 供电,使用LDO的目的是为了保证电源的稳定,让触摸电路在检测信号时不会因为电源的噪声产生过大的信号偏差。电极上串的电阻作为ESD保护器件,如果在产品结构设计合理的情况下可以省去。电路中预留了UART 口与主控系统通讯。 这样的原因是由于每一个LED 的电流在10mA左右,24个LED如果同时亮就有240mA,就不可能无法通过MCUIO口直接驱动,相反在每个LED 上加一个三极管以及限流电阻,实现24路LED 的控制。对于电路设计者来说,无疑是很好的操作。

    时间:2019-07-22 关键词: 电容 电源技术解析 驱动电路 MSP430

  • 为什么要使用MSP430?与51单片机的优劣势在哪里?

    MSP430系列单片机是美国德州仪器(TI)1996年开始推向市场的一种16 位超低功耗的混合信号处理器(Mixed Signal Processor)。称之为混合信号处理器,主要是由于其针对实际应用需求,把许多模拟电路、数字电路和微处理器集成在一个芯片上,以提供“单片”解决方案。MSP430是16位单片机,51是8位单片机,MSP430采用RISC精简指令集,单个时钟周期就可以执行一条指令,相同晶振,速度较51快12倍。其它片上资源也是MSP较丰富。 有很多应用领域,比如智能仪器或仪表、自动化控制设备、家用电器等,其对于运算及控制功能的要求不高,用简单的控制软件便可达到令人满意的控制效果,但是针对一些对于体积、成本及能耗有着严格要求的应用领域,一般的控制软件很难达到相应的控制要求。为满足这些应用领域的要求,经研究便产生了单片机。单片机是一种集成式电路芯片,其主要是利用具有超大规模的集成电路技术以将具有对数据进行处理能力的中央处理器CPU、RAM、ROM、I/O、中断系统及定时器等各种功能集中于一块微小的硅片上,从而得以形成一个具有完整性的微型计算机系统。 msp430系列单片机是一种新型的16位单片机,主要特点就是功耗小,速度快,主要开发语言是c。开发环境有iar集成开发环境。 msp430单片机有不同系列,有f系列,c系列。比如f系列msp40f135表示的是rom是flash型的。常用的是f系列的13系列14系列。13系列的有msp430f133和msp430f135两种。14系列的有msp430f149等。 c51单片机现在很少用了,都被s52单片机代替了。     msp430和51的区别 最主要的区别是他们的内核完全不一样。 MSP430内核采用RISC精简指令结构,整个代码量较少,按照复杂程度指令在几十个到百多不等,代码的执行效率高,其操作许多是针对寄存器的读写完成对功能模块的设置和运行的。 51属于经典的CISC复杂指令结构,代码比较多,并且随着性能增加,补充指令也在增加,早先的百多到现在可能已超过2百以上了,代码执行效率不如RISC结构的。 由于上述的基本结构特点造成RISC结构的在相同系统频率上,RISC结构的比CISC结构的效率高和运行速度快。 MSP430采用RISC精简指令集,单个时钟周期就可以执行一条指令,相同晶振,速度较51快12倍。 其它片上资源也是MSP较丰富。 总体而言,MSP430功能强大,速度快,相比51而言,这些是明显的优势。 但是,MSP430作为混合信号处理器,针对许多具体应用,许多功能未必有用,如果速度要求也不是很高,51同样可以胜任的话,就可以体现出51成本低,开发资源丰富,位寻址便捷等优点。 MSP430单片机与51单片机的开发环境都是C开发环境,只是根据其外部配置及内部软件的使用而设置了相应的C开发环境。MSP430单片机与51单片机的区别主要体现在以下几方面: 第一,两种单片机的位数不同。MSP430单片机的位数为16位,而51单片机的位数为8位。 第二,两种单片机的优势存在很大区别。针对51单片机,其最主要的优势就是在整个系统的内部,包括硬件及软件其都具有一套完整的按位操作系统,被称为“位处理器”或是“布尔处理器”。51单片机的位处理器所处理的不是普通的字或是字节而是位,其不但可处理片内的一些具有特殊功能的寄存器的位,比如传送、清零、测试等,而且还可对位进行逻辑运算,具有相当完备的功能,方便了用户的使用。 然而针对MSP430单片机,其优势不仅仅是超低功耗,而且还有运行速度快、处理能力强、片内资源丰富等其他优势。 以89C51系列单片机为例,其属8位单片机,所采取的指令主要是“CISC”,这是一种非常复杂的指令集,其总共有111条指令。 然而MSP430单片机是一种16位单片机,其所遵循的是“精简、透明”的原则,所采取的指令是精简指令集结构,其总共的指令只有27条,非常简洁,而其余大部分指令都是模拟指令,也称仿真指令。在进行计算时,大部分寄存器和位于片内的数据存储器都可参与,并可进行多样化的计算。 这些内核指令是一种具有单周期性的指令,这些内核指令的应用不仅使得MSP430具有强大的功能,而且还可提高运行速度。此外,89C51系列单片机的电源电压为5V,而实现低功耗的方式主要有待机及掉电。 通常情况下,89C51系列单片机的电流消耗量是24mA;而若处掉电状态,其耗电电流则变为3mA;在掉电状态下,89C51系列单片机的电源电压还可压低至2V,但其还需要提供50uA左右的电流以使内部RAM中的数据得以保存。然而MSP430单片机在低功耗这方面则具有更大的优势。 MSP430芯片可实现以下六种工作方式: (1)活动方式(AM),即中央处理器CPU及外围模式已被激活而呈现活动状态; (2)低功耗0(LPM0),即中央处理器CPU处停止活动状态,外围模式处工作状态,ACLK及SMCLC呈现有效状态,MCLK可对环路进行控制; (3)低功耗方式1(LPM1),即中央处理器CPU处停止工作状态,外围模式处工作状态,ACLK及SMCLK呈现有效状态,而MCLK不能对环路进行控制; (4)低功耗方式2(LPM2),即中央处理器CPU处停止工作状态,外围模式处工作状态,ACLK呈现有效状态,而SMCLK及MCLK均不能对环路进行控制; (5)低功耗方式3(LPM3),即中央处理器CPU处停止工作状态,外围模式处工作状态,ACLK呈现有效状态,而SMCLK及MCLK均不能对环路进行控制,同时数字控制振荡器DCO的DC发生器处关闭状态; (6)低功耗方式4(LPM4),即中央处理器CPU处停止工作状态,若系统提供了外部时期则外围模式处工作状态,ACLK处信号禁止状态且晶体振荡器处停止活动状态, SMCLK及MCLK均不能对环路进行控制,同时数字控制振荡器DCO的DC发生器处关闭状态。 第三,两种单片机的模拟功能相差较大。以89C51系列单片机为例,其内部总线为8位,故其大部分内部功能模块也都是8位的,即使经研究现已加了很多功能模块,但是由于其内部总线已固定为8位,受其结构的限制,因此很难增加更多的模拟功能部件。 然而MSP430系列单片机具16位基本结构,同时经转换,其内部的数据总线仍然保有8位总线;再者MSP430系列单片机的基本结构属混合型,是一种开放式的架构,因此对于MSP430系列单片机来说,不管是8位功能模块,还是16位功能模块,其都能实现。 除此之外,MSP430系列单片机还可实现模数转换及数模转换,这也是MSP430系列单片机之所以能够迅速、方便增加其功能部件的主要原因之一。 在对芯片进行选择的时候也要尽量保证最大化的芯片利用率,且要保证使用的便利性。因此,在实际的应用当中,对单片机进行选择时一定要仔细分析不同单片机的特点及优劣之处,结合自身的具体需求及条件,选择正确的单片机,以实现芯片利用率的最大化。 无论是MSP430单片机还是51单片机,其都有着其自身的独特特点,也都有着其各自的优势。通常来说,在实际的应用当中,单片机的选择通常取决于设计任务的复杂度,为保证单片机选择的正确性,就必须要对单片机的性能及特点进行充分的了解与熟悉,以及不同单片机之间的联系与不同之处。

    时间:2019-07-08 关键词: TI 51单片机 MSP430

  • MSP430 SD16_A的采样速率的研究

    MSP430 SD16_A的采样速率的研究

    之前已经对MSP430F4250的SD16_A进行了入门级的了解和设置,但由于项目有要求:AD——模拟信号频率范围100~20kHz,采样率40kHz,16bit采样所以,需要设置采样率为40KHz,百转千回后得到了如下结论:1.需要配置FFL+:主要寄存器:(1)FLL_CTL0:一般官方给出的代码是FLL_CTL0 |= XCAP14PF;但是其实还有一位关于时钟频率比较重要的:DCOPLUS为什么要设置它?因为DCO的频率是直接给MCLK和SMCLK的,那么这一位的含义是什么?参考MSP430X4XX User's Guide比较重要的说明是,默认情况下DCOPLUS = 0并且D = 2,其实D的含义是(Divider的意思),所以总的来说,默认情况下你的DCO时钟频率=晶振频率*(N+1)/2,为了提高时钟频率,设置DCOPLUS = 1,即DCO output is not divided,不进行默认的分频,可提高2倍时钟频率。(2)SCFQCTL和SCFI0:之所以把它们放在一起讲,因为User's Guide手册上给出的官方倍频代码为:BIC #GIE,SR ; Disable interrupts MOV.B #(64−1),&SCFQCTL ; MCLK = 64 * ACLK, DCOPLUS=0 MOV.B #FN_2,&SCFI0 ; Select DCO range BIS #GIE,SR ; Enable interrupts具体含义是SCFQCTL为倍频因子,SCFI0用于设定频率范围,具体参考User's Guide手册吧。2.已经得到了系统时钟频率MCLK和外设时钟频率SMCLK,在AD上具体还能如何设置:  SD16CTL = SD16REFON+SD16SSEL0;            // 1.2V ref, SMCLK   SD16INCTL0 = SD16INTDLY_3;   SD16CCTL0 |= SD16OSR_32 + SD16IE;         // Enable interrupt首先设置SD16CTL,主要用于选择时钟和选择分频因子,SD16SSEL0就是选择SMCLK(已经是最快了),设置SD16INCTL0选择通道0每次采样结束产生中断(事实上,测量中设置每4次采样产生一次中断,中断频率也没有任何变化,暂时不知如何解释),设置SD16CCTL0的过采样率SD16OSR_32,设置过采样率为最低也能提高采样率,但是会降低采样精度。参考Use's Guide:更具体的AD时钟再参考时钟部分的框图:其实fm就是SMCLK通过层层分频(上述笔者代码设置的分频系数为0,不分频,具体参考SD16CTL寄存器说明)得到的频率,User's Guide在贴图文字中提到Sample frequency  fs = fm/OSR,那么自然,笔者把SD16CCTL0的OSR位设置为最低的32,就能得到最高的采样频率了。除了时钟之外,通过SD16_A的框图还能了解到它内部存在的高阻抗Buffer和前置放大器(过采样数字滤波之前讨论fs时的截图中也有说明),放大器很容易理解,那么高阻抗Buffer有什么用(User's Guide):总结来说高阻抗Buffer可以抗采集到的输入数据的锯齿现象,但是它的设置和fm的频率有关,虽然笔者没有使用,但是却是SD16_A中一个重要组成部分。首先解释前一篇对MSP430 AD研究的博文代码:fm = 1MHz,fs = 1MHz/256 = 3.9KHz,约256us会产生一次中断,最后得到的结果为224us,误差0.125,还是有说明价值的。(纯属个人见解)最后是笔者得到接近200KHz采样率的代码:#include   #define   Num_of_Results   80 /* Arrays to store SD16_A conversion results */ /* NOTE: arrays need to be global to       */ /*       prevent removal by compiler       */ static unsigned int results[Num_of_Results]; void main(void) {   volatile unsigned int i;                  // Use volatile to prevent removal                                             // by compiler optimization   WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;                 // Stop WDT   FLL_CTL0 |= XCAP14PF+DCOPLUS;                     // Configure load caps   SCFQCTL = SCFQ_4M;   SCFI0 |= FN_8;//MCLK = SMCLK = 8MHz   for (i = 0; i < 10000; i++);              // Delay for 32 kHz crystal to                                             // stabilize   P1SEL = 0;                                //GPIO   P1DIR = 0xff;                             //out      SD16CTL = SD16REFON+SD16SSEL0;            // 1.2V ref, SMCLK   SD16INCTL0 = SD16INTDLY_3;       SD16CCTL0 |= SD16OSR_32 + SD16IE;         // Enable interrupt   for (i = 0; i < 0x3600; i++);             // Delay for 1.2V ref startup   _EINT();                                  // Enable general interrupts   SD16CCTL0 |= SD16SC;                      // Set bit to start conversion   //_BIS_SR(LPM0_bits);                       // Enter LPM0   while(1); } #pragma vector=SD16_VECTOR __interrupt void SD16ISR(void) {   static unsigned int index = 0;   switch (SD16IV)   {   case 2:                                   // SD16MEM Overflow     break;   case 4:                                   // SD16MEM0 IFG     results[index] = SD16MEM0;              // Save CH0 results (clears IFG)     P1OUT = 0x03;                           //Pin 0,1 out 1     if (++index == Num_of_Results)     {       index = 0;                            // SET BREAKPOINT HERE       P1OUT = 0x00;                         //Pin 0,1 out 0        }     break;   } }代码仔细说明:设置了MCLK = SMCLK = 8MHz(具体参考用户手册和笔者之前对时钟的设置说明看看就能明白),设置了不分频的时钟给AD,即fm = 8MHz,fs = 8/32 = 250KHz,所以每250KHz就会进入一次中断,当采到80个AD值时,使P1.0和P1.1=0,然后清除计数,再下一次触发中断,P1.1和P1.0会再次置1,通过测量低电平持续时间可以得到AD的Sample frequency.得到结果:为什么只是186.6KHz?因为MSP430的最大AD采样频率就是200KHz,只能无限接近吧。(纯属个人见解)此文为实践总结所得,多数都为个人见解,仅供参考,具体以TI给出的文档为准,欢迎讨论并提出不足。

    时间:2019-07-02 关键词: c MSP430

  • MSP430与ATK-NEO-6M GPS模块

    MSP430与ATK-NEO-6M GPS模块

    本文来源于“21ic TI微控制器&处理器论坛”,编辑:付斌近短时间在网上买了一个GPS模块,正好正在学习MSP430单片机,于是决心将GPS模块与MSP430结合起来,同时将代码贴出来,发现网上搜到好多资料都要注册才能下载,有些还要钱。自己动脑,才能自娱自乐。一、测试篇刚拿到ATK-NEO-6M这个型号的GPS模块,有点不大相信,近100块的东西居然只有3cm那么大一点。之前在网上下载了相关的资料,第一次快速测试肯定是借助电脑,正好msp430开发板上有max232模块,直接将GPS模块的TX接max232的TX,RX同样。PC端安装u-center,u-center 是由ublox 公司提供的GPS 评估软件,功能十分强大,可以对我们的ATK-NEO-6M GPS 模块进行全面的测试。安装好后,点击连接/断开按钮,选择你的串口号,一般测试都是选择自动配置按钮,也就是那个魔法样式的按钮,单击后会自己配置波特率,如果正常通讯的话,在最右下角的状态栏会显示黄色,当GPS模块已经定位成功的话,会在界面上显示当前的基本信息,如经度,纬度等。想查看接收到的原本信息,按F8键即可显示。我测试后工作正常,在屋里基本能搜到9颗卫星信号。二、开发篇刚拿到GPS模块,感觉要是开发起来会很麻烦,后来经过实验,其实很简单,因为卖家提供的资料已经足够开发。句段的分析函数都已提供,我们只需将接口写好即可。接下来先看看我的硬件环境。硬件环境:MPS430开发板,FYD12864LCD显示屏,USB转串口线,ATK-NEO-6M GPS模块软件环境:IAR集成开发环境,串口调试工具,Secure CRT实现目标:MSP430通过串口2接收到GPS信息,显示在LCD上,同时通过串口1发送接收到的数据到PC。1. 先把msp430的句段分析部分调通。思路:将厂商提过的GPS语句分析部分代码移植过来,串口手动发送GPS数据,分析完后在LCD上显示。将厂商提供的GPS语句分析代码贴出,(在此仅作为参考学习只用)GPS.h"2">#ifndef __GPS_H#define __GPS_H#include #include #include #include #include "../inc/uart.h"//GPS NMEA-0183协议重要参数结构体定义 //卫星信息typedef struct  {                                                                                            uchar num;                //卫星编号        uchar eledeg;        //卫星仰角        uint azideg;        //卫星方位角        uchar sn;                //信噪比                   }nmea_slmsg;  //UTC时间信息typedef struct  {                                                                                            uint year;        //年份        uchar month;        //月份        uchar date;        //日期        uchar hour;         //小时        uchar min;         //分钟        uchar sec;         //秒钟}nmea_utc_time;              //NMEA 0183 协议解析后数据存放结构体typedef struct  {                                                                                            uchar svnum;                        //可见卫星数        nmea_slmsg slmsg[12];                //最多12颗卫星        nmea_utc_time utc;                //UTC时间        int latitude;                        //纬度 分扩大100000倍,实际要除以100000        uchar nshemi;                        //北纬/南纬,N:北纬;S:南纬                                          int longitude;                        //经度 分扩大100000倍,实际要除以100000        uchar ewhemi;                        //东经/西经,E:东经;W:西经        uchar gpssta;                        //GPS状态:0,未定位;1,非差分定位;2,差分定位;6,正在估算.                                          uchar posslnum;                        //用于定位的卫星数,0~12.        uchar possl[12];                        //用于定位的卫星编号        uchar fixmode;                        //定位类型:1,没有定位;2,2D定位;3,3D定位        uint pdop;                        //位置精度因子 0~500,对应实际值0~50.0        uint hdop;                        //水平精度因子 0~500,对应实际值0~50.0        uint vdop;                        //垂直精度因子 0~500,对应实际值0~50.0        int altitude;                        //海拔高度,放大了10倍,实际除以10.单位:0.1m                uint speed;                        //地面速率,放大了1000倍,实际除以10.单位:0.001公里/小时         }nmea_msg; ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////         //UBLOX NEO-6M 时钟脉冲配置结构体typedef struct  {                                                                                            uint header;                        //cfg header,固定为0X62B5(小端模式)        uint id;                                //CFG TP ID:0X0706 (小端模式)        uint dlength;                        //数据长度        int interval;                        //时钟脉冲间隔,单位为us        int length;                        //脉冲宽度,单位为us        signed char status;                //时钟脉冲配置:1,高电平有效;0,关闭;-1,低电平有效.                                  uchar timeref;                        //参考时间:0,UTC时间;1,GPS时间;2,当地时间.        uchar flags;                        //时间脉冲设置标志        uchar reserved;                        //保留                                  signed short antdelay;                 //天线延时        signed short rfdelay;                //RF延时        signed int userdelay;                  //用户延时                uchar cka;                                //校验CK_A                                                                          uchar ckb;                                //校验CK_B                                                                  }_ublox_cfg_tp; //UBLOX NEO-6M 刷新速率配置结构体typedef struct  {                                                                                            uint header;                        //cfg header,固定为0X62B5(小端模式)        uint id;                                //CFG RATE ID:0X0806 (小端模式)        uint dlength;                        //数据长度        uint measrate;                        //测量时间间隔,单位为ms,最少不能小于200ms(5Hz)        uint navrate;                        //导航速率(周期),固定为1        uint timeref;                        //参考时间:0=UTC Time;1=GPS Time;        uchar cka;                                //校验CK_A                                                                          uchar ckb;                                //校验CK_B                                                                  }_ublox_cfg_rate; int NMEA_Str2num(uchar *buf,uchar*dx);void GPS_Analysis(nmea_msg *gpsx,uchar *buf);void NMEA_GPGSV_Analysis(nmea_msg *gpsx,uchar *buf);void NMEA_GPGGA_Analysis(nmea_msg *gpsx,uchar *buf);void NMEA_GPGSA_Analysis(nmea_msg *gpsx,uchar *buf);void NMEA_GPGSA_Analysis(nmea_msg *gpsx,uchar *buf);void NMEA_GPRMC_Analysis(nmea_msg *gpsx,uchar *buf);void NMEA_GPVTG_Analysis(nmea_msg *gpsx,uchar *buf);void Ublox_Cfg_Tp(int interval,int length,signed char status);void Ublox_Cfg_Rate(uint measrate,uchar reftime);#endif  /* __GPS_H  */gps.c#include "../inc/gps.h"/*******************************************函数名称:NMEA_Comma_Pos功    能:从buf里面得到第cx个逗号所在的位置参    数:返回值  :0~0XFE,代表逗号所在位置的偏移          0XFF,代表不存在第cx个逗号********************************************/uchar NMEA_Comma_Pos(uchar *buf,uchar cx){                                    uchar *p=buf;        while(cx)        {                                if(*buf=='*'||*buf<' '||*buf>'z')return 0XFF;//遇到'*'或者非法字符,则不存在第cx个逗号                if(*buf==',')cx--;                buf++;        }        return buf-p;         }/*******************************************函数名称:NMEA_Pow功    能:m^n函数参    数:返回值  :m^n次方.********************************************/int NMEA_Pow(uchar m,uchar n){        int result=1;                while(n--)result*=m;            return result;}/*******************************************函数名称:NMEA_Str2num功    能:str转换为数字,以','或者'*'结束参    数:buf:数字存储区;dx:小数点位数,返回给调用函数返回值  :转换后的数值********************************************/int NMEA_Str2num(uchar *buf,uchar*dx){        uchar *p=buf;        int ires=0,fres=0;        uchar ilen=0,flen=0,i;        uchar mask=0;        int res;        while(1) //得到整数和小数的长度        {                if(*p=='-'){mask|=0X02;p++;}    //是负数                if(*p==','||(*p=='*'))break;    //遇到结束了                if(*p=='.'){mask|=0X01;p++;}    //遇到小数点了                else if(*p>'9'||(*p<'0'))        //有非法字符                {                                ilen=0;                        flen=0;                        break;                }                        if(mask&0X01)flen++;                else ilen++;                p++;        }        if(mask&0X02)buf++;        //去掉负号        for(i=0;i

    时间:2019-04-29 关键词: GPS atk-neo-6m MSP430

  • 基于MSP430单片机的单相正弦波逆变电源设计

    基于MSP430单片机的单相正弦波逆变电源设计

    本系统实现输入直流电压15V,输出交流电压有效值10V,额定功率10W,交流电压频率在20至100Hz可步进调整。以MSP430单片机为控制核心,产生SPWM波控制全桥电路,然后经过LC滤波电路得到失真度小于0.5%的正弦波。采用PID算法反馈控制使输出交流电压负载调整率低于1%,采用开关电源作为辅助电源、合理选用MOSFET等使系统效率达到90%,采用输入电流前馈法来估计输出电流以实现过流保护以及自恢复功能。  引言  要求实现单项正弦波逆变电源,输入直流15V,输出交流电压有效值10V,功率10W,且频率20至100Hz步进可调,要求波形无明显失真,负载调整率小于1%,效率尽可能高,系统要具备过流保护以及自恢复功能。由于输出功率较小,为了提高系统的效率,我们采用TI提供的MSP430系列超低功耗微控制器来产生SPWM波,配合TI超低导通电阻和快速导通MOSFET,在MOSFET的驱动上使用TI开发的高驱动能力半桥驱动芯片UCC27211。系统简洁明了,以最简单的方法实现了所有的功能,且利用矩阵按键和LCD显示设备为用户提供了良好的交互界面。以下将集中讲述系统的大体框架和具体的实现方法。  1 系统方案  设Ud为直流输入电压,Uo为输出电压。输出电压Uo的展开傅里叶级数为  考虑到系统效率,不需要进行boost升压,可以直接逆变。故本系统结构图如图1所示。SPWM信号控制硬件全桥电路,然后经过LC滤波电路可以得到正弦波。以MSP430单片机为核心的数字控制系统需要采样电流量、控制硬件电路系统以及形成良好的人际交互界面。  1.1 硬件电路设计  全桥逆变和LC滤波电路如图2所示。L_PWM和H_PWM由43O单片机产生经过6N137隔离进入MOS驱动芯片UCC27211驱动全桥,后级LC滤波器的截止频率为  可以滤除载波频率。考虑到MOS管需要相对较小的导通电阻RDS(on)和较小上升时间和下降时间的,本系统选用CSD19506。本系统需要驱动全桥,为了提高MOSFET的导通速度,降低开关损耗,因而选用TI提供的高速半桥驱动芯片UCC27211。图2是全桥部分电路图。  1.2 系统软件设计  软件结构框图如图1,主程序框图如图3。程序执行的流程如下所述:单片机上电之后,系统进行按键、片上ADC12和LCD显示屏初始化,程序查询按键,若有相应按键按下,修改正弦波频率,然后AD采样电流判断是否过流;否则返回继续查询按键。如果输出过流,程序将关闭SPWM输出,延时自恢复;否则返回按键查询。  2 技术细节  2.1 SPWM波的产生  本系统采用自然采样法产生SPWM波,以正弦波为调制波,等腰三角波为载波进行比较,在两个波形的自然交点时刻控制开关器件的通断。其优点是所得SPWM波形最接近正弦波,但由于三角波与正弦波交点有任意性,脉冲中心在一个周期内不等距,从而脉宽表达式是一个超越方程,若采用实时计算的方式得到SPWM波的话,计算繁琐,非MSP430所能胜任。本系统充分利用MSP430的定时器,搭建了一个简易的DDS;让其计数器作增减计数构成三角波载波,再把正弦波表作为数组预先存入MSP430中,我们只需在定时器中断中更新比较寄存器数值即可得到调制正弦波。由于MSP430定时器自带比较功能,两者比较即可得到SPWM波输出,继而撇开了繁琐的超越方程求解。最终我们利用此方法得到的SPWM波滤波后的正弦波失真度达到了0.5%。图4是自然采样原理图。  2.2 效率提高  影响逆变电源效率的因素有很多,比如系统的静态损耗,辅助电源效率过低,构成全桥的MOSFET带来的导通损耗和开关损耗过大以及桥路顺时同时导通带来的损耗等,针对这些问题,我们逐一提出了改善的方法。对于系统的静态损耗,我们采用TI的低静态电流芯片和超低功耗单片机作为系统主控芯片,另外为了降低辅助电源带来的损耗,我们采用开关电源作为系统的辅助电源,最大限度的提高辅助电源的效率;TI最新开发的超低导通电阻MOSFET有助于减少逆变电源开关管的导通损耗,另外其超快的导通速度配合SPWM波死区时间的设定使得全桥的开关损耗大幅度降低。以上措施使得系统在满载时效率高达90%以上。  2.3 输出电压PID调节  由于输入电压随着负载变大会有降低,切系统滤波电感具有电阻成分,这些因素导致在系统开环下负载调整率较大,因此本系统采用闭环反馈调整输出电压稳定在10V。我们选用经典PID反馈调整,对输出电压进行采样,与参考电压比较得到误差电压后进行位移式PID调节,PID运算输出作为SPWM的调制度K,与正弦波表相乘后形成新的波表进行生成SPWM波运算。用此方法后负载调整率降到了1%以下,图5是反馈过程框图。  2.4 输入电流前馈实现过流保护  由于输出电流是交流,且与系统不共地,为了不增加系统的复杂度,本系统并没有直接测量输出电流来实现过流保护,而是测量系统的输入电流,由于实际中输入输出满足Pout=Pin*η,而效率虽然随着负载的变化而变化,但是总体来说相对稳定,故可以采用二次拟合得到效率随输入电流变化的关系式,这样可得到输出电流表达式:Iout=Uin*Iin*η/Uout,继而实现输出电流的监测。  3 逆变电源的应用前景  逆变电源具备以下优点:  (1)变频,逆变电源能将市电转换为用户所需频率的交流电。  (2)变相,逆变电源能将单相交流电转转为多相交流电,也能将多相交流电转换为单向交流电。  (3)逆变电源能将直流电转换为交流电,能将低质量的市电转换为高质量的稳压稳频的交流电。  正是由于以上的这些优点,使得逆变电源在生活中得到了广泛的应用。就目前看来逆变电源已经应用于航空,航海,电力,铁路交通,邮电通信等诸多领域。而且随着大量研究的投入越来越多的领域都出现了逆变电源的身影。尤其是让全世界都十分关注的能源问题和环保问题,逆变电源也正在被用于其中。现今最典型的当属太阳能光伏逆变器了,它的应用使太阳能发电直接并入电网成为了可能。总而言之,越来越多的新兴领域都在逆变器的伴随之下诞生,纵观它的发展趋势,我们不难知道其应用前景一片大好。

    时间:2019-01-16 关键词: 单片机 电源技术解析 正弦波 逆变电源设计 MSP430

首页  上一页  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 下一页 尾页
发布文章

技术子站

更多

项目外包