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完成的工作 我以選題二為任務(wù)目標(biāo) - 經(jīng)過自學(xué)，基本了解了MSP430G2553芯片的結(jié)構(gòu)、外設(shè)模塊，加上之前利用CCS軟件給MSP430單片機(jī)燒制過程序，已基本了解CCS編程基本知識。
- 掌握了利用AD軟件繪制原理圖的基本步驟，并能根據(jù)原理圖繪制PCB圖，其中的布局布線原則能好好遵守。
- 制板到手后通過對貼片元器件的焊接，大大提高了焊接的能力，能保證不虛焊、焊反等問題并具有一定的美觀性。
- 通過查閱資料加上自己的改進(jìn)完成了代碼的調(diào)試，最后的溫度采集和控制系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)利用OLED顯示實(shí)時(shí)溫度和供電電壓，并能輸出PWM波控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，溫度越高PWM波占空比越高電機(jī)轉(zhuǎn)得越快。
二、系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2.1 硬件設(shè)計(jì) 2.1.1 硬件系統(tǒng)方案框圖及介紹 
包含六大模塊，分別是：DS18B20，實(shí)現(xiàn)對溫度的采集； AMS1117，穩(wěn)壓芯片組成電源部分； OLED,將采集的信息顯示在屏幕上； L9110S，驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)； MAX3232，實(shí)現(xiàn)RS-232性能，搭配四個(gè)0.1uF的電容組成電池供電設(shè)備。 MSP430G2553,整個(gè)系統(tǒng)的CPU； 2.1.2MSP430G2553單片機(jī)的特點(diǎn) ? 低電源電壓范圍：1.8V 至 3.6V ? 超低功耗 – 運(yùn)行模式：230μA（在 1MHz 頻率和 2.2V 電壓條件下） – 待機(jī)模式：0.5μA – 關(guān)閉模式（RAM 保持）：0.1μA ? 5 種節(jié)能模式 ? 可在不到 1μs 的時(shí)間里超快速地從待機(jī)模式喚醒 ? 16 位精簡指令集 (RISC) 架構(gòu)，62.5ns 指令周期時(shí)間 ? 基本時(shí)鐘模塊配置 – 具有四種校準(zhǔn)頻率并高達(dá) 16MHz 的內(nèi)部頻率 – 內(nèi)部超低功耗低頻 (LF) 振蕩器 – 32kHz 晶振 – 外部數(shù)字時(shí)鐘源 ? 兩個(gè) 16 位 Timer_A，分別具有三個(gè)捕獲/比較寄存器 ? 多達(dá) 24 個(gè)支持觸摸感測的 I/O 引腳 2.1.3MSP430G2553單片機(jī)管腳作用 2.1.4原理圖設(shè)計(jì)主要規(guī)范 1、元件編號以設(shè)計(jì)圖為準(zhǔn)，不要修改元件的原始編號 2、以設(shè)計(jì)模塊為單元進(jìn)行繪制，完整的單元模塊內(nèi)元件用導(dǎo)線連接 3、功能模塊之間用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號連接 4、重要器件的管腳與PDF文檔一致 5、特殊器件的原理圖庫制作要簡潔且能說明問題 6、引出所需的各種接口如電源接口、測試接口、下載接口等，功能模塊之間添加跳線為模塊測試用 7、有極性區(qū)分的兩引腳器件連接注意正負(fù)如極性電容、數(shù)碼管（共陽共陰要實(shí)測）等，三引腳器件連接注意引腳功能排列順序如電位器、三極管、集成穩(wěn)壓電源芯片等。 8、電阻、二極管等在原理圖庫中的符號直接修改成小一些的符號（以10mil為單位合理縮小）。 9、以A4大小繪圖，盡量緊促 10、自制封裝器件的單位用公制mm。 11、元件外圍邊框?yàn)樵附臃胖脮r(shí)的垂直投影 12、元件的絲印層不要覆蓋至焊盤 13、焊盤孔徑大小較管腳尺寸（方形引腳器件應(yīng)測量對角尺寸）大0.2~0.3mm，具體值視具體器件而定，優(yōu)先采用0.6mm、0.8mm、1.0mm、1.2mm等尺寸 14、焊盤的外徑應(yīng)為大于等于焊盤孔徑的2倍 15、自制元件封裝的命名：元件編號—安裝方式（默認(rèn)為立式安裝可不做標(biāo)注，臥式安裝時(shí)標(biāo)W） 16、常用元件可參考原庫封裝 17、特殊元件封裝的參考點(diǎn)設(shè)置以PCB板的裝配圖尺寸標(biāo)注的參考點(diǎn)為準(zhǔn) 18、有極性區(qū)分的兩引腳器件1腳為正，三引腳器件連接注意引腳排列與功能一致（尤其注意三極管的管腳與原理圖及手冊要對應(yīng)） 2.1.5 系統(tǒng)原理圖及各部分介紹 溫度采集模塊 供電模塊 驅(qū)動(dòng)電機(jī)模塊 電池充電模塊 系統(tǒng)CPU OLED顯示模塊 2.1.6 PCB設(shè)計(jì)主要規(guī)范和PCB圖 （1）不同電壓等級電源應(yīng)該隔離，電源走線不應(yīng)交叉。 （2）走線采用 45°拐角或圓弧拐角，不允許有尖角形式的拐角。 （3）PCB走線直接連接到焊盤的中心，與焊盤連接的導(dǎo)線寬度不允許超過焊盤外徑的大小。 （4）高頻信號線的線寬不小于 20mil，外部用地線環(huán)繞，與其他地線隔離。 （5）干擾源（DC/DC 變換器、晶振、變壓器等）底部不要布線，以免干擾。 （6）盡可能加粗電源線和地線，在空間允許的情況下，電源線的寬度不小于 50mil。 （7）低電壓、低電流信號線寬 9～30mil，空間允許的情況下盡可能加粗。 （8）信號線之間的間距應(yīng)該大于 10mil，電源線之間間距應(yīng)該大于 20mil。 （9）大電流信號線線寬應(yīng)該大于 40mil，間距應(yīng)該大于 30mil。 （10）過孔最小尺寸優(yōu)選外徑 40mil，內(nèi)徑 28mil。在頂層和底層之間用導(dǎo)線連接時(shí)，優(yōu)選焊盤。 （11）不允許在內(nèi)電層上布置信號線。 （12）內(nèi)電層不同區(qū)域之間的間隔寬度不小于 40mil。 （13）在繪制邊界時(shí)，盡量不要讓邊界線通過所要連接到的區(qū)域的焊盤。 （14）在頂層和底層鋪設(shè)敷銅，建議設(shè)置線寬值大于網(wǎng)格寬度，完全覆蓋空余空間，且不留有死銅，同時(shí)與其他線路保持 30mil（0.762mm）以上間距（可以在敷銅前設(shè)置安全間距，敷銅完畢后改回原有安全間距值）。 （15）在布線完畢后對焊盤作淚滴處理。 （16）金屬殼器件和模塊外部接地。 （17）放置安裝用和焊接用焊盤。 （18）DRC 檢查無誤。 2.1.7原理圖和PCB設(shè)計(jì)軟件 （1）原理圖編譯時(shí)，提示Net has no driving source 一是將對應(yīng)元件的管腳類型修改為對應(yīng)的類型；（如果是input、output等，表示進(jìn)行電氣規(guī)則檢查，需要將相連接的關(guān)聯(lián)元件的管腳類型都進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置，比如：這兒5腳是input，則和它連接的部分可調(diào)整為output；如果是passive類型，則表示不需要進(jìn)行電氣規(guī)則檢測。） 第二個(gè)方法是：點(diǎn)擊“放置——指示——沒有ERC”，這兒，沒有ERC即表示不就行電氣規(guī)則檢查，然后，在告警的相應(yīng)點(diǎn)處放置一個(gè)No ERC即可 （2）原理圖編譯時(shí)，提示Floating Net Label...at... 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號懸浮，沒有連接 （3）畫完原理圖的時(shí)候一定要讓所有的元件都有封裝，否則導(dǎo)PCB的時(shí)候會(huì)找不到元件 （4）若發(fā)現(xiàn)圖不正確，一定要先改原理圖，再用原理圖更PCB. （5）PCB原件移動(dòng)提示綠色報(bào)錯(cuò)問題 可能的原因：1、不符合DRC規(guī)則，比如原件之間距離過近 2、右下角ROOM沒有刪除 2.1.8 焊接電路板注意事項(xiàng) 1、選擇合適的焊接溫度 電烙鐵的焊接溫度過高或者過低，都容易造成焊接不良。 2、焊接元器件遵循從小到大的原則 焊接元器件要先焊接小，再焊接大。 3、注意極性反向 像一些電容、電阻、二極管和三極管，是有極性方向的，在焊接時(shí)要避免接反。 4、錫不易過多 焊接時(shí)要確保焊點(diǎn)的周圍都有錫，防止虛焊，但并不是錫越多越好，當(dāng)焊點(diǎn)的錫量層錐形即是最好的。電路板焊接時(shí)還要注意通風(fēng)，可以選擇配備一個(gè)抽風(fēng)機(jī)，防止焊接時(shí)產(chǎn)生的氣體吸入人體，對人體造成傷害。 2.2 軟件設(shè)計(jì) 2.2.1 軟件設(shè)計(jì)流程 
測溫函數(shù)
#ifndef __DS18B20_H
#define __DS18B20_H
#include<msp430g2553.h>
#define DQ_OUT P2DIR|=BIT1
#define DQ_IN P2DIR&=~BIT1
#define DQ_H P2OUT|=BIT1
#define DQ_L P2OUT&=~BIT1
#define DQ_READ (P2IN&BIT1)
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
float readtemperature(void);
#endif //__DS18B20_H
OLED顯示函數(shù)
#ifndef __OLED_H
#define __OLED_H
#include <msp430.h>
#include <intrinsics.h>
#define u8 unsigned char
#define u32 unsigned int
#define OLED_CMD 0 //寫命令
#define OLED_DATA 1 //寫數(shù)據(jù)
#define Set_Bit(val, bitn) (val |= (/*1 <<*/(bitn)))
#define Clr_Bit(val, bitn) (val &= ~(/*1<<*/(bitn)))
#define Get_Bit(val, bitn) (val & (1<<(bitn)) )
//----------------------------------------------------------------------------------
//OLED SSD1306 SPI 時(shí)鐘D0
//#define OLED_SSD1306_SCLK_DIR (P1DIR)
//#define OLED_SSD1306_SCLK_OUT (P1OUT)
#define OLED_SSD1306_SCLK_PIN_NUM (BIT7)
#define OLED_SSD1306_SCLK_IO_INIT (Set_Bit(P3DIR,OLED_SSD1306_SCLK_PIN_NUM))
#define OLED_SCLK_Set() (Set_Bit(P3OUT,OLED_SSD1306_SCLK_PIN_NUM))
#define OLED_SCLK_Clr() (Clr_Bit(P3OUT,OLED_SSD1306_SCLK_PIN_NUM))
//----------------------------------------------------------------------------------
//OLED SSD1306 SPI 數(shù)據(jù)D1
//#define OLED_SSD1306_SDIN_DIR (P1DIR)
//#define OLED_SSD1306_SDIN_OUT (P1OUT)
#define OLED_SSD1306_SDIN_PIN_NUM (BIT7)
#define OLED_SSD1306_SDIN_IO_INIT (Set_Bit(P1DIR,OLED_SSD1306_SDIN_PIN_NUM))
#define OLED_SDIN_Set() (Set_Bit(P1OUT,OLED_SSD1306_SDIN_PIN_NUM))
#define OLED_SDIN_Clr() (Clr_Bit(P1OUT,OLED_SSD1306_SDIN_PIN_NUM))
//----------------------------------------------------------------------------------
//OLED SSD1306 數(shù)據(jù)/命令DC
//#define OLED_SSD1306_DC_DIR (P1DIR)
//#define OLED_SSD1306_DC_OUT (P1OUT)
#define OLED_SSD1306_DC_PIN_NUM (BIT5)
#define OLED_SSD1306_DC_IO_INIT (Set_Bit(P2DIR,OLED_SSD1306_DC_PIN_NUM))
#define OLED_DC_Set() (Set_Bit(P2OUT,OLED_SSD1306_DC_PIN_NUM))
#define OLED_DC_Clr() (Clr_Bit(P2OUT,OLED_SSD1306_DC_PIN_NUM))
//----------------------------------------------------------------------------------
//OLED SSD1306 片選CS
//#define OLED_SSD1306_CE_DIR (P1DIR)
//#define OLED_SSD1306_CE_OUT (P1OUT)
#define OLED_SSD1306_CE_PIN_NUM (BIT3)
#define OLED_SSD1306_CE_IO_INIT (Set_Bit(P2DIR,OLED_SSD1306_CE_PIN_NUM))
#define OLED_CS_Set() (Set_Bit(P2OUT,OLED_SSD1306_CE_PIN_NUM))
#define OLED_CS_Clr() (Clr_Bit(P2OUT,OLED_SSD1306_CE_PIN_NUM))
//----------------------------------------------------------------------------------
//OLED SSD1306 復(fù)位/RES
//#define OLED_SSD1306_RST_DIR (P1DIR)
//#define OLED_SSD1306_RST_OUT (P1OUT)
#define OLED_SSD1306_RST_PIN_NUM (BIT4)
#define OLED_SSD1306_RST_IO_INIT (Set_Bit(P2DIR,OLED_SSD1306_RST_PIN_NUM))
#define OLED_RST_Set() (Set_Bit(P2OUT,OLED_SSD1306_RST_PIN_NUM))
#define OLED_RST_Clr() (Clr_Bit(P2OUT,OLED_SSD1306_RST_PIN_NUM))
#define SIZE 16
#define XLevelL 0x02
#define XLevelH 0x10
#define Max_Column 128
#define Max_Row 64
#define Brightness 0xFF
#define X_WIDTH 128
#define Y_WIDTH 64
//-----------------OLED端口定義----------------
void delay_ms(unsigned int ms);
//OLED控制用函數(shù)
void OLED_WR_Byte(u8 dat,u8 cmd);
void OLED_Display_On(void);
void OLED_Display_Off(void);
void OLED_Init(void);
void OLED_Clear(void);
void OLED_DrawPoint(u8 x,u8 y,u8 t);
void OLED_Fill(u8 x1,u8 y1,u8 x2,u8 y2,u8 dot);
void OLED_ShowChar(u8 x,u8 y,u8 chr);
void OLED_ShowNum(u8 x,u8 y,u32 num,u8 len,u8 size2);
void OLED_ShowString(u8 x,u8 y, u8 *p);
void OLED_Set_Pos(unsigned char x, unsigned char y);
void OLED_ShowCHinese(u8 x,u8 y,u8 no);
void OLED_DrawBMP(unsigned char x0, unsigned char y0,unsigned char x1, unsigned char y1,unsigned char BMP[]);
#endif
測電壓函數(shù)
void ADC_unit()
{
WDTCTL = WDTPW | WDTHOLD; // stop watchdog timer
WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; /* Stop WDT */
ADC10CTL1 |= CONSEQ_2; //單通道重復(fù)采樣模式
ADC10CTL0 |= SREF_1+REFON+REF2_5V;//選擇內(nèi)部參考源 2.5V，打開基準(zhǔn)源
ADC10CTL0 |= ADC10SHT_3+MSC; //過采樣率設(shè)置為 64 個(gè)采樣周期，打開 AD 轉(zhuǎn)換
ADC10CTL1|= ADC10SSEL_1+ADC10DIV_1+SHS_0; //ACLK2 分 頻 為 采 樣 時(shí) 鐘 ， 用ADC10SC 觸發(fā)采集
ADC10CTL1 |=INCH_3; //選擇通道 A3
ADC10CTL0 |= ADC10ON; //開啟 ADC10
ADC10AE0 |= BIT3; //開啟外部通道 A3
}
void readvoltage()
{
Voltage=0;
int i=0;
ADC10_Result=0;
for(;i<20;i++)
{
ADC10CTL0 |=ENC+ADC10SC; //開始轉(zhuǎn)換
//while((ADC10CTL0 &ADC10IFG)==0); //等待 ADC10IFG 標(biāo)志變高（轉(zhuǎn)換完成）
ADC10_Result+=ADC10MEM; //讀取采樣結(jié)果
}
ADC10_Result= ADC10_Result/20;
Voltage=(ADC10_Result*2.5*4)/1023;
}
PWM波輸出函數(shù)
void sys_Clock_Init() //時(shí)鐘初始化為 1MHz；
{
BCSCTL1 = CALBC1_1MHZ; // Set range
DCOCTL = CALDCO_1MHZ; // Set DCO step + modulation */
}
void PMW_OUT_Init () //PWM 輸出初始化
{
P3DIR |= BIT5;
P3SEL |= BIT5;
TA0CTL |= TASSEL_1+TACLR+MC_1;
TA0CCTL1 |= OUTMOD_7; //選擇高電平模式的 PWM 輸出
TA0CCR0=500; // TA1CCR0 寫入 2000（1MHZ/2000）輸出達(dá)到了 500HZ
}
2.2.2 程序編程的主要規(guī)范
1．程序起名望文知義；
2．變量、函數(shù)起名規(guī)范；
3．循環(huán)變量可以用i，j，k；
4．計(jì)數(shù)器、累加器，一定要先賦初值0，循環(huán)內(nèi)部循環(huán)變量需要變化；
5．注釋規(guī)范；
6．代碼縮進(jìn)對齊；
7．適當(dāng)空行，將不同功能程序段分開，每段的最前頭，有單獨(dú)的注釋；
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2021-11-4 04:35 上傳
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