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1、DSP課程設計報告 溫度采集與顯示 科信學院 課程設計說明書 （2010/2011學年第一學期） 課程名稱 ： DSP控制器及其應用 題 目 ： 溫度采集與顯示 專業(yè)班級 ： 通信工程07-2 班 學生姓名 ： 學 號 ： 070312227 指導教師 ： 設計周數 ： 2 周

2、 設計成績 ： 2010年12月29日 目 錄 1 課程設計目的 1 2 課程設計正文 1 2.1系統(tǒng)分析 1 2.1.1 設計的任務及步驟 1 2.1.2 技術要求 2 2.1.3設計思路 2 2.2 總體設計 2 2.2.1硬件設計 2 2.2.2 系統(tǒng)框圖設計 3 2.3 元器件的選擇 3 2.3.1 單元電路設計 3 2.3.2 單元模塊分析 4 2.4 程序流程圖與源程序 5 2.4.1 軟件系統(tǒng)流程圖 5 2.4.2 軟件程序設計 5 3 運行結果 5 4

3、課程設計總結 6 5 參考文獻 7 附錄 7 1 課程設計目的 通過我們對DSP控制器及其應用課程的學習和理解，綜合運用課本中所學到的理論知識完成一個溫度采集與顯示的課程設計。通過這次實踐鍛煉我們查閱資料、方案比較、團結合作的能力。在這個過程我們必須掌握溫度采集技術的硬件設計、熟悉A/D轉換技術和DSP液晶顯示功能的軟件設計。學會采用簡單電路的實驗調試和整機指標測試方法，增強我們的動手能力，為以后學習和工作打下堅實基礎。 2 課程設計正文 2.1系統(tǒng)分析 2.1.1 設計的任務及步驟 （1）熟悉MC1403芯片的應用； （2

4、）根據實驗測得熱敏電阻和溫度的一些數據，設計溫度——電阻公式； （3）設計外部硬件電路； （4）軟件完成程序流程圖設計和編程，其中包括A/D轉換和液晶顯示部分； （5）軟硬件聯(lián)合調試； （6）書寫設計說明書。 2.1.2 技術要求 此系統(tǒng)利用熱敏電阻測得電阻—溫度之間的關系，找到電阻和溫度之間的代數關系，從而檢測溫度，設計硬件外擴電路，同時設計軟件程序，包括A/D程序設計，進行軟硬件聯(lián)系調試，能在液晶顯示屏上顯示溫度。 2.1.3設計思路 系統(tǒng)首先設計溫度采集硬件電路，在多次實驗運算擬合出熱敏電阻輸出電壓值與溫度之間的函數關系，熱敏電阻的輸出

5、的電壓值隨溫度的上升而下降，呈現出負系數，從而運用于實驗中檢測溫度；然后將采集的溫度送入DSPTMS320F2812模數轉換模塊將電壓信號變?yōu)閿底中盘?，再編寫函數來控制LCD來顯示相應的溫度及相關文字。 2.2 總體設計 2.2.1硬件設計 TMS320F2812作為使用的DSP芯片。它包含33個電源引腳（為使器件正常運行，所有電源引腳必須正確連接且不能懸空）時鐘源模塊，DSP有六種信號可以使DSP控制器復位，即電源復位、復位引腳~RS、軟件復位、非法地址復位、看門狗定時器溢出、欠壓復位六種復位信號。所以在設計的初期，把它分成了五個模塊。其中復位采用電源復位的方式，由引腳PCRESET

6、引起。為了可靠復位，其中低電平的有效時間至少6個CPU時鐘周期。DSP最小系統(tǒng)組成框圖如圖1所示。 圖1 DSP最小系統(tǒng) 其中：開關SW-PB、電容C1、兩個反相器及其電阻電源構成了復位電路，晶振與兩個并聯(lián)電容接XTAL1與XTAL2構成振蕩電路，PWM1與PWM7構成了調制信號的輸入與輸出，旁路引腳接地，請求控制信號MP/MC與GND接地。 2.2.2 系統(tǒng)框圖設計 該系統(tǒng)包括溫度采集電路模塊、DSPF2812芯片、A/D轉換部分和LCD液晶顯示，首先要初始化A/D轉換模塊，然后等待中斷，當產生中斷后對采集到的模擬信號進行處理，為確保轉換精度要進行多次取值求平均，轉換結果放在結

7、果寄存器的高12位上，通過編程將處理后的溫度值送到LCD上進行顯示。 溫度采集電路 DSPF2812 A/D轉換電路 液晶顯示模塊 圖2 系統(tǒng)設計流程圖 2.3 元器件的選擇 2.3.1 單元電路設計 （1）設計方案 MC1403芯片為模數轉換提供基準電壓，且輸入端接+5V電源后再并聯(lián)一個去噪聲的電容，利用熱敏電阻進行溫度采集，采集后的輸出電壓（不得大于3.3v）與DSP的P2端口23引腳相連。 （2）外擴電路設計圖 圖3 溫度采集電路原理圖 2.3.2 單元模塊分析 （1）MC1403芯片的引腳結構如下

8、圖所示。 圖4 MC1403芯片 Vin端口輸入一個4.5~5.0V的模擬電壓值（接P2口的1引腳），在輸入端接一個電容濾除其他頻率分量，在Vout端輸出了一個穩(wěn)定的電壓值（接P2口的23引腳），該電壓值不得大于3.3V，GND端接模擬地（接P2口的33引腳）。 （2） A/D轉換模塊 當模/數轉換完成后，讀取結果寄存器前，最好先讀取模/數轉換控制寄存器ADCRL2的ADCFIF01或ADCFIF02，以確定當前結果寄存器的狀態(tài)，保證讀取的結果是正確。另外，要注意12位的轉換結果放在結果寄存器中的高12位上，該12位數據與外部模擬輸入電壓的關系為： 12位數字

9、結果=4095*（輸入電壓/基準電壓） （3） LCD液晶顯示模塊 DSP經常會對讀寫周期較慢的輸入/輸出設備（如液晶顯示模塊、打印機、鍵盤等）進行訪問，通常以下兩種方法來解決DSP與這些慢速設備之間的輸入/輸出時序匹配問題。直接訪問方式是將DSP的讀寫信號限于慢速設備接口控制板引出的讀寫信號線直接相連，時序由DSP內部讀寫邏輯控制。由于慢速外設的讀寫周期相對DSP較慢，是兩者的時序匹配，還必須進行一些時序方面的控制處理。一中處理方法是軟件編程等待狀態(tài)發(fā)生器，將外部總線周期擴展到數個機器周期。由于受硬件條件的限制，這種擴展通常也是有限的。 液晶顯示為128行和64列的矩陣，它分左

10、右兩個平面，而一個字是16行和16列的矩陣，在按頁的顯示中每一頁是一個8行和128列的矩陣，所以每一行字是分兩頁顯示的。 2.4 程序流程圖與源程序 2.4.1 軟件系統(tǒng)流程圖 軟件系統(tǒng)流程圖如圖5所示。 開 始 初始化DSP時鐘 初始化CTR 初始化AD采樣時鐘 中斷采集數據存入Voltagel中 數據處理后的溫度值送到LCD顯示 清楚并顯示相關文字 啟動AD0通道采集 圖5 程序流程圖 2.4.2 軟件程序設計 該程序主要包括主程序、延時

11、、A/D轉換，液晶屏相應漢字顯示、溫度計算與顯示等子程序實現溫度采集與顯示的功能，程序詳見附錄。 3 運行結果 （1）運行描述 M1403芯片作為模數轉換提供基準電壓，利用熱敏電阻進行采集，采集后的輸出電壓與DSP的P2口23引腳相連。將采集到的電壓送入A/D轉換模塊，編寫程序實現A/D轉換，轉換結果放在結果寄存器的高12位上，編寫函數獲取A/D轉換結果，將處理的溫度值的各個對應顯示到LCD上。 （2）系統(tǒng)調試 MC1403 芯片Vin 端輸入一個+5V的模擬電壓值；在輸入端接一個電容濾除其它頻率分量；在 Vout 端輸出了一個穩(wěn)定的電壓值；GND端直接接模擬地；給試驗箱供電，打

12、開 Setup CCS2(‘C2000), 在彈出的對話框中選擇ICETEK-5100 USB Emulator for TMS320F2812 導入，進行配置設置然后進入 CCS2(‘C2000),打開工程文件進行編譯生成 .out 文件下載到硬盤中然后調試，觀察液晶顯示屏，第一行顯示“溫度顯示”，第二行顯示“ 溫度值 ℃”，當用手觸摸時，溫度顯示不斷變化，實現了溫度的采集與現實。 （3）調試結果 將程序燒到實驗箱中，得到運行結果如下圖6所示。 圖 6 調試結果 4 課程設計總結 通過學習DSP課程我們都知道，DS

13、P實際上也是一種單片機，它同樣是將中央處理單元、控制單元和外圍設備集成到一塊芯片上。但DSP有別于普通的單片機，它采用了多組總線技術實現并行運行機制，從而極大地提高了運算速度，也提供了非常靈活的指令系統(tǒng)。 此次的課程設計我們組做的設計是—溫度采集與顯示，通過老師和同學們的努力我們終于成功完成此次課程設計的全部任務，設計的一開始我們就著手準備設計資料，上網、圖書館查閱資料，我們分工明確，每個同學都有自己的任務，因此工作進行得有條不紊，大家都很有責任感，認真做好自己的工作。 在這次課程設計中我主要負責的軟件編程部分，程序調試我采用的是CCS 2 (C2000)軟件，至于軟件如何配置和使用，老師

14、在上實驗課的時候已經簡單的介紹過，所以再次看到它的時候不是很陌生，但是在用它編程序時就出現了很多問題，在這里我遇到了很大的困難，雖然有書籍和網絡上查找的輔導資料，但是由于軟件設計是靈活的東西，它不僅需要有過硬的編程知識，還必須有靈活的應用，因此在這方面的調試時花費了大量的時間。首先，我把編程序想的過于簡單，以為只是把每個模塊的子程序編寫成功便可以，卻忽視了模塊與模塊之間的相關性和銜接性，因此總出現參數定義不準確和函數聲明不相符的錯誤。其次，因為自已的粗心不嚴謹，導致出現大小寫不符，缺少分號或大括號的低級錯誤。程序語法不對，調試不過去，生成不了.out文件，不過通過請教老師和同學問題都解決了，當

15、我看到我調試出來的結果是那種激動的心情就別提了，感覺特別有成就感。 通過這次課程設計，不僅是我進一步加深對課本知識的理解，更讓我學會了團結合作的精神，不但鍛煉了我們動手動腦的能力，還提高了我們分析問題、解決問題的能力，在這次設計中我也學會了遇事要冷靜，團結合作，虛心請教，沒有任何事情解決不了，最后衷心的感謝始終支持我們的老師們，你們辛苦了！ 5 參考文獻 [1] 萬山明.TMS320F281x DSP原理及應用實例.北京航空航天大學出版社，2007 [2] 鄭紅，王鵬，董云鳳，吳冠.DSP應用系統(tǒng)設計實踐.北京航空航天大學出版社，2006 [3] 徐科軍，張瀚，陳智淵.TMS3

16、20F281xDSP 原理與應用.北京航空航天大學出版社，2006 附錄 #include "DSP281x_Device.h" // DSP281x Headerfile Include File #include "DSP281x_Examples.h" // DSP281x Examples Include File // Prototype statements for functions found within this file. interrupt void adc_isr(void); // Global var

17、iables used in this example: #define LCDDELAY 1 #define LCDCMDTURNON 0x3f #define LCDCMDTURNOFF 0x3e #define LCDCMDSTARTLINE 0xc0 #define LCDCMDPAGE 0xb8 #define LCDCMDVERADDRESS 0x40 #define ADC_usDELAY 8000L #define ADC_usDELAY2 20L Uint16 ZhengshuT,XiaoshuT,Zhongjian1,Zhongjian2; float

18、temp1=0; unsigned char lcdkey[5][32]; unsigned char ledkey[12][8]; Uint16 LoopCount; Uint16 ConversionCount; float temp; Uint16 i,j; Uint16 Voltage1[1024]; Uint16 Voltage2[1024]; void Delay(int nDelay); void TurnOnLCD(); void LCDCLS(); void LCDWrite(unsigned int x,unsigned int y,unsigned

19、 int LR,unsigned int n); void WriteNb(unsigned int x,unsigned int y,unsigned char *No,unsigned f,unsigned int LR); void Wendu(float c); void delay_loop(); void delay_loop1(); void error(void); //數字模塊 unsigned char ledkey[12][8]= //半角 { {0x00,0x00,0x7C,0x82,0x82,0x82,0x7C,0x00}, //0 {0x00

20、,0x00,0x00,0x84,0xFE,0x80,0x00,0x00}, //1 {0x00,0x00,0x84,0xC2,0xA2,0x92,0x8C,0x00}, //2 {0x00,0x00,0x44,0x92,0x92,0x92,0x6C,0x00}, //3 {0x00,0x00,0x30,0x28,0x24,0xFE,0x20,0x00}, //4 {0x00,0x00,0x4E,0x92,0x92,0x92,0x62,0x00}, //5 {0x00,0x00,0x7C,0x92,0x92,0x92,0x64,0x00}, //6 {0x00,0

21、x00,0x02,0xC2,0x32,0x0A,0x06,0x00}, //7 {0x00,0x00,0x6C,0x92,0x92,0x92,0x6C,0x00}, //8 {0x00,0x00,0x4C,0x92,0x92,0x92,0x7C,0x00}, //9 {0x00,0x00,0x00,0x66,0x66,0x00,0x00,0x00}, //: {0x00,0x60,0x60,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}, //. }; void main(void) { InitSysCtrl(); EALLO

22、W; GpioMuxRegs.GPFMUX.all=0x0000; //I/O:0 特殊功能：1 GpioMuxRegs.GPFDIR.all=0x000f; // output EDIS; DINT; InitPieCtrl(); IER = 0x0000; //CPU中斷允許寄存器 IFR = 0x0000;//CPU中斷標志寄存器 InitPieVectTable(); EALLOW; SysCtrlRegs.HISPCP.all = 0x3; // HSPCLK = SYSCLKOUT

23、/6給AD轉換時鐘提供一個6分頻 EDIS; EALLOW; // This is needed to write to EALLOW protected register PieVectTable.ADCINT = &adc_isr; EDIS; // This is needed to disable write to EALLOW protected registers InitAdc(); // 初始化AD PieCtrlRegs.PIEIER1.bit.INTx6 = 1; IER |= M_INT1; // Enab

24、le CPU Interrupt 1 EINT; // Enable Global interrupt INTM ERTM; // Enable Global realtime interrupt DBGM LoopCount = 0; ConversionCount = 0; // Configure ADC AdcRegs.ADCMAXCONV.all = 0x0001; // Setup 2 convs on SEQ1 AdcRegs.ADCCHSELSEQ1.bit.CONV00 = 0

25、x0; // Setup ADCINA3 as 1st SEQ1 conv. AdcRegs.ADCCHSELSEQ1.bit.CONV01 = 0x1; // Setup ADCINA2 as 2nd SEQ1 conv. AdcRegs.ADCTRL2.bit.EVA_SOC_SEQ1 = 1; // Enable EVASOC to start SEQ1 AdcRegs.ADCTRL2.bit.INT_ENA_SEQ1 = 1; // Enable SEQ1 interrupt (every EOS) // Configure EVA // Assumes

26、 EVA Clock is already enabled in InitSysCtrl(); EvaRegs.T1CMPR = 0x0080; // Setup T1 compare value EvaRegs.T1PR = 0x0fff; // Setup period register EvaRegs.GPTCONA.bit.T1TOADC = 1; // Enable EVASOC in EVA EvaRegs.T1CON.all = 0x1042; // En

27、able timer 1 compare (up TurnOnLCD(); //打開顯示 LCDCLS(); //清除顯示內存 *(int *)0x108000=0x80; // 初始化ICETEK-CTR Delay(LCDDELAY); *(int *)0x108000=0x0; Delay(LCDDELAY); *(int *)0x108000=0x80; Delay(LCDDELAY); *(int *)0x108001=LCDCMDSTARTLINE; // 設置顯示起始行 Delay(LCDDELAY);

28、 *(int *)0x108002=0; Delay(LCDDELAY); for(;;) { Wendu(temp); LCDWrite(2,0,0,0); LCDWrite(2,16,0,1); LCDWrite(2,32,1,2); LCDWrite(2,48,1,3); LCDWrite(6,48,1,4);//在液晶屏上顯示相應的漢字及符號 WriteNb(6,6,ledkey[ZhengshuT&0x000f],0,0); WriteNb(6,5,ledkey[(

29、ZhengshuT&0x00f0)>>4],0,0); WriteNb(6,2,ledkey[XiaoshuT&0x000f],0,1); WriteNb(6,1,ledkey[(XiaoshuT&0x00f0)>>4],0,1); WriteNb(6,7,ledkey[11],0,0);//在液晶屏上顯示溫度值 } } interrupt void adc_isr(void) { Voltage1[ConversionCount] = AdcRegs.ADCRESULT0 >>4; Voltage2[ConversionC

30、ount] = AdcRegs.ADCRESULT1 >>4; if(ConversionCount == 1023) { ConversionCount = 0; } else ConversionCount++; if(ConversionCount==0) { temp=0; for(i=0;i<200;i++) temp=temp+Voltage1[i]; temp=temp/200.0;//求平均值 temp=temp*3.0/4095.0; } //

31、 Reinitialize for next ADC sequence AdcRegs.ADCTRL2.bit.RST_SEQ1 = 1; // Reset SEQ1 AdcRegs.ADCST.bit.INT_SEQ1_CLR = 1; // Clear INT SEQ1 bit PieCtrlRegs.PIEACK.all = PIEACK_GROUP1; // Acknowledge interrupt to PIE return; } //延時子程序 void Delay( int nDelay) { int ii

32、,jj,kk=0; for ( ii=0;ii

33、 Delay(LCDDELAY); } //清屏程序 void LCDCLS() { int i,j; *(int *)0x108001=LCDCMDSTARTLINE; Delay(LCDDELAY); *(int *)0x108002=0; Delay(LCDDELAY); for ( i=0;i<8;i++ ) { *(int *)0x108001=LCDCMDPAGE+i; Delay(LCDDELAY); *(int *)0x108002=0; Delay(LCDDELAY); *(int *)0x108001=LC

34、DCMDVERADDRESS; Delay(LCDDELAY); *(int *)0x108002=0; Delay(LCDDELAY); for ( j=0;j<64;j++ ) { *(int *)0x108003=0; Delay(LCDDELAY); *(int *)0x108002=0; Delay(LCDDELAY); } *(int *)0x108001=LCDCMDPAGE+i; Delay(LCDDELAY); *(int *)0x108002=0; Delay(LCDDELAY

35、); *(int *)0x108001=LCDCMDVERADDRESS; Delay(LCDDELAY); *(int *)0x108002=0; Delay(LCDDELAY); for ( j=0;j<64;j++ ) { *(int *)0x108004=0; Delay(LCDDELAY); *(int *)0x108002=0; Delay(LCDDELAY); } } } void LCDWrite(unsigned int x,unsigned int y,unsigned int LR,unsi

36、gned int n) { unsigned char lcdkey[5][32]= { {0x10,0x21,0x86,0x70,0x00,0x7E,0x4A,0x4A,0x4A,0x4A,0x4A,0x7E,0x00,0x00,0x00,0x00, 0x02,0xFE,0x01,0x40,0x7F,0x41,0x41,0x7F,0x41,0x41,0x7F,0x41,0x41,0x7F,0x40,0x00},//溫 {0x00,0x00,0xFC,0x04,0x24,0x24,0xFC,0xA5,0xA6,0xA4,0xFC,0x24,0x24,0x24,0x04,0x00,

37、 0x80,0x60,0x1F,0x80,0x80,0x42,0x46,0x2A,0x12,0x12,0x2A,0x26,0x42,0xC0,0x40,0x00},//度 {0x00,0x00,0x00,0x3E,0x2A,0xEA,0x2A,0x2A,0x2A,0xEA,0x2A,0x3E,0X00,0X00,0X00,0X00, 0x20,0x21,0x22,0x2C,0x20,0x3F,0x20,0x20,0x20,0x3F,0x28,0x24,0x23,0x20,0x20,0x00},//顯 {0x00,0x20,0x20,0x22,0x22,0x22,0x22,0xE2,0x

38、22,0x22,0x22,0x22,0x22,0x20,0x20,0x00, 0x10,0x08,0x04,0x03,0x00,0x40,0x80,0x7F,0x00,0x00,0x01,0x02,0x0C,0x18,0x00,0x00},//示 {0x00,0x02,0x05,0xE2,0x18,0x04,0x02,0x02,0x02,0x02,0x02,0x02,0x04,0x1E,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00,0x07,0x18,0x20,0x40,0x40,0x40,0x40,0x40,0x40,0x20,0x18,0x00,0x00},//℃ };

39、if(LR==0) { int j; int k=n; *(int *)0x108001=LCDCMDPAGE+x; Delay(1); *(int *)0x108002=0; Delay(1); *(int *)0x108001=LCDCMDVERADDRESS+y; Delay(1); *(int *)0x108002=0; Delay(1); for(j=0;j<16;j++) { *(int *)0x108003=lcdkey[k][j]; Delay(10); *(in

40、t *)0x108002=0; Delay(10); } x++; *(int *)0x108001=LCDCMDPAGE+x; Delay(1); *(int *)0x108002=0; Delay(1); *(int *)0x108001=LCDCMDVERADDRESS+y; Delay(1); *(int *)0x108002=0; Delay(1); for(j=16;j<32;j++) { *(int *)0x108003=lcdkey[k][j]; Delay(100); *(int *)

41、0x108002=0; Delay(100); } } else { int j; int k=n; *(int *)0x108001=LCDCMDPAGE+x; Delay(1); *(int *)0x108002=0; Delay(1); *(int *)0x108001=LCDCMDVERADDRESS+y; Delay(1); *(int *)0x108002=0; Delay(1); for(j=0;j<16;j++) { *(int *)0x108004=lcdkey[k][j]

42、; Delay(100); *(int *)0x108002=0; Delay(100); } x++; *(int *)0x108001=LCDCMDPAGE+x; Delay(1); *(int *)0x108002=0; Delay(1); *(int *)0x108001=LCDCMDVERADDRESS+y; Delay(1); *(int *)0x108002=0; Delay(1); for(j=16;j<32;j++) { *(int *)0x108004=lcdkey[k][j];

43、 Delay(100); *(int *)0x108002=0; Delay(100); } } } void WriteNb(unsigned int x,unsigned int y,unsigned char *No,unsigned f,unsigned int LR) { int i; y*=8; *(int *)0x108001=LCDCMDPAGE+x; // 設置操作頁=1 Delay(LCDDELAY); *(int *)0x108002=0; Delay(LCDDELAY

44、); *(int *)0x108001=LCDCMDVERADDRESS+y; // 起始列=8 Delay(LCDDELAY); *(int *)0x108002=0; Delay(LCDDELAY); if(LR==1) for(i=0;i<8;i++) { if(f==1) *(int*)0x108004=~No[i]; else *(int*)0x108004=No[i]; Delay(LCDDELAY); *(int*)0x108002=0;

45、 Delay(LCDDELAY); } else for(i=0;i<8;i++) { if(f==1) *(int*)0x108003=~No[i]; else *(int*)0x108003=No[i]; Delay(LCDDELAY); *(int*)0x108002=0; Delay(LCDDELAY); } } //溫度計算子程序 void Wendu(float c) { temp1=52-

46、30*c; ZhengshuT=(int)temp1; XiaoshuT=(int)((temp1-ZhengshuT)*100); Zhongjian1=ZhengshuT/10; Zhongjian2=ZhengshuT%10; ZhengshuT=(Zhongjian1<<4)|Zhongjian2; Zhongjian1=XiaoshuT/10; Zhongjian2=XiaoshuT%10; XiaoshuT=(Zhongjian1<<4)|Zhongjian2; } 課程設計 評 語 課程設計 成 績 指導教師 （簽字） 年 月 日 第 16 頁