高集成、低功耗芯片在實(shí)驗(yàn)室一體化建設(shè)中的應(yīng)用.pdf

1、近年來西昌學(xué)院在自動控制工程方面的應(yīng)用隨著學(xué)校的發(fā)展越來越成熟，此次在新建圖書館的建設(shè)中需要采用若干個(gè)使用了低功耗、但同時(shí)有著集成度較高的芯片控制的自動控制系統(tǒng)信息實(shí)驗(yàn)室，這個(gè)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)目的主要是放置學(xué)院幾項(xiàng)大規(guī)模系統(tǒng)（比如辦公自動化系統(tǒng)、教務(wù)系統(tǒng)和學(xué)生管理系統(tǒng)）的主機(jī)以及輔助設(shè)備，同時(shí)也作為學(xué)院對外進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)接入口的一個(gè)基地。因此在這個(gè)一體化實(shí)驗(yàn)室的后期使用條件比較苛刻，經(jīng)過詳細(xì)的考慮和比對，最終要對實(shí)驗(yàn)室的以下條件進(jìn)行采集、計(jì)算以

2、及輸出控制信號：光照、溫度、濕度，其中的光照方面的信息包括了自然光源與人造光源，同時(shí)該系統(tǒng)的應(yīng)用范圍還包括圖書館的一體化顯示系統(tǒng)。值得一提的是，此次學(xué)校新建圖書館較大，而且分區(qū)比較清晰，對于各區(qū)的顯示內(nèi)容和顯示時(shí)間有著詳細(xì)的要求，在接到實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求和條件之后，通過詳細(xì)的比對，特別是對此次系統(tǒng)所需要的芯片進(jìn)行了比對和選擇，初步選定了使用單片機(jī)作為系統(tǒng)的中央處理控制器，但是如果按照學(xué)校要求，那么在過去經(jīng)常使用的8位單片機(jī)系統(tǒng)肯定無法

3、勝任，畢竟8位的單片機(jī)在功耗、擴(kuò)展性、集成度等若干條件都不能背負(fù)完成此次設(shè)計(jì)系統(tǒng)的使命，因此只能對芯片以及系統(tǒng)進(jìn)行升級。考慮到以上的使用要求，最終決定使用由美國德克薩斯儀器設(shè)備公司（TI）公司近期推出的MSP430F249TPM芯片作為此次系統(tǒng)設(shè)計(jì)的中央控制芯片，出于對今后系統(tǒng)的穩(wěn)定性考慮，在進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)之初，根據(jù)以往使用新芯片的慣例，我們設(shè)計(jì)了一款利用該款芯片的小車運(yùn)動測試系統(tǒng)，此款小車設(shè)計(jì)系統(tǒng)的主要目的是對芯片將來針對實(shí)驗(yàn)室控制的

4、一系列功能進(jìn)行調(diào)試和測驗(yàn)，畢竟實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)的設(shè)計(jì)關(guān)乎重大，而通過前期的小車測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)，能夠?qū)?shí)驗(yàn)室自動控制系統(tǒng)有著強(qiáng)大的支撐和輔助作用，所以對小車的測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)勢在必行，根據(jù)今后實(shí)驗(yàn)室條件的需求，此次選擇的MSP430F249TPM芯片在本次小車測試系統(tǒng)中必須要有完美的表現(xiàn)：
　　1．自主運(yùn)動測試。其實(shí)就是所謂的“點(diǎn)到點(diǎn)”運(yùn)動，通過離散后的數(shù)字構(gòu)成數(shù)組，運(yùn)動時(shí)調(diào)用其坐標(biāo)，使其物體運(yùn)動。在這一點(diǎn)的運(yùn)動過程中實(shí)際上測試的是通過該款芯片

5、對可運(yùn)動的遮光窗簾進(jìn)行運(yùn)動控制，達(dá)到對實(shí)驗(yàn)室光照強(qiáng)度的控制。
　　2．人機(jī)互動功能測試。人機(jī)互動模塊主要是由LED和LCD顯示模塊組成，在實(shí)驗(yàn)室一體化建設(shè)過程中，采用的控制方式較多，因此對芯片的I/O端口要求比較高，在進(jìn)行測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中要考慮到這個(gè)因素，盡可能多的使用芯片的I/O端口功能。
　　3．外部數(shù)據(jù)采集處理測試。因?yàn)殛P(guān)系到外部眾多因素對實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的影響，特別是光照、濕度等方面，因此在設(shè)計(jì)系統(tǒng)的時(shí)候會采用較多的數(shù)據(jù)傳