基于msp430的安保系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、<p><b>　　1 概述</b></p><p><b>　　1.1 技術(shù)背景</b></p><p>　　近年來盜竊、入室搶劫財(cái)物的現(xiàn)象日益嚴(yán)重，社會(huì)治安涉及到每個(gè)人的切身利益，現(xiàn)階段民居和樓宇的安全現(xiàn)狀不容樂觀，樓宇安檢領(lǐng)域產(chǎn)品的需求日益增加。目前市場(chǎng)上生產(chǎn)企業(yè)的智能安檢電子產(chǎn)品的產(chǎn)品種類繁多，它們的特點(diǎn)是功能強(qiáng)大，但是價(jià)格

2、昂貴、體積大、操作維護(hù)復(fù)雜。所以，目前在國內(nèi)大多數(shù)家庭都沒有配置實(shí)用的樓宇安檢設(shè)備。</p><p><b>　　1.2 選題意義</b></p><p>　　針對(duì)上述原因，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種基于MSP430單片機(jī)的智能樓宇安檢系統(tǒng)。其原理是：利用紅外傳感器現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控，并通過異常數(shù)據(jù)信號(hào)無線傳輸，送至MSP430單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、分析及存儲(chǔ)。對(duì)檢測(cè)到的異常信號(hào)發(fā)出報(bào)警，

3、提醒用戶進(jìn)行處理。它采用無線遙傳技術(shù)，安裝操作也極為方便。本設(shè)計(jì)定位是小型應(yīng)用領(lǐng)域，非常適合家庭安保應(yīng)用。設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了多路實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能、異常記錄及回放功能以及人性化的人機(jī)對(duì)話方式、液晶顯示和語音提示。</p><p>　　基于目前普通家庭對(duì)安全技術(shù)的迫切需求，其市場(chǎng)需求將十分龐大。如果對(duì)其進(jìn)行商業(yè)化運(yùn)作，必定能夠產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。</p><p><b>　　1.3

4、功能</b></p><p>　　多路巡回、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能。</p><p>　　異常事件顯示、提示功能。</p><p>　　異常事件時(shí)間、次數(shù)記錄及回放功能。</p><p>　　精密時(shí)鐘及時(shí)鐘調(diào)整功能。</p><p>　　紅外檢測(cè)及信號(hào)調(diào)理功能。</p><p>　　數(shù)據(jù)編碼、

5、調(diào)制、無線遙傳及解碼功能。</p><p>　　語音提示及音量鍵控功能。</p><p><b>　　2 方案設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.1 信號(hào)流程圖</p><p>　　圖2-1 信號(hào)流程圖</p><p>　　原理說明：信號(hào)采集單元是將有紅外傳感器感應(yīng)到的模擬信號(hào)經(jīng)過信號(hào)處理

6、單元將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為主控單元需要的矩形脈沖，主控單元對(duì)信號(hào)進(jìn)行計(jì)算等處理，再將結(jié)果顯示出來。</p><p>　　2.2 整體結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　圖2-2 檢測(cè)、編碼及發(fā)射單元</p><p>　　圖2-3 接收、解碼及主控單元</p><p><b>　　原理說明：</b></p><p

7、>　　本系統(tǒng)由兩部分組成：檢測(cè)、編碼、發(fā)射單元和接收、解碼、主控單元。</p><p>　　圖2-2中，分布在多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的熱釋電傳感器，檢測(cè)人體信號(hào)，經(jīng)信號(hào)調(diào)理、整形、數(shù)據(jù)編碼，而后通過射頻調(diào)制并發(fā)送，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遙測(cè)、遙傳。</p><p>　　圖2-3中，接收模塊接收各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的遙傳數(shù)據(jù)信號(hào)，經(jīng)放大、整形后，送至PT2272解碼模塊，解碼后的數(shù)據(jù)信號(hào)送至主控單元，MCU掃描、分析各測(cè)點(diǎn)

8、狀態(tài)，并對(duì)異常事件進(jìn)行處理，包括：狀態(tài)漢顯、語音提示、事件時(shí)間、次數(shù)記錄等功能。</p><p>　　本系統(tǒng)人機(jī)對(duì)話采用TI公司的微功耗16位單片機(jī)—MSP430系列芯片，其它大部分外圍電路，如電源模塊、放大器、基準(zhǔn)電源、通訊模塊（485）等也采用TI公司產(chǎn)品，另外，還有其它外圍電路，如LCD、時(shí)鐘、語音、功放等模塊，構(gòu)成主控單元，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的工業(yè)測(cè)控功能。</p><p>　　本機(jī)人機(jī)對(duì)話

9、采用鍵盤、LCD漢字顯示和語音提示方式，方便且極具人性化。</p><p>　　2.3 主控單元連接圖</p><p>　　我所完成的是主控單元的軟件設(shè)計(jì)，其連接圖如下：</p><p>　　圖2-4 主控單元框圖</p><p><b>　　原理說明：</b></p><p>　　主控單元的

10、核心部件是MSP430F247單片機(jī)。由硬件電路處理好的矩形脈沖信號(hào)從MSP430F247單片機(jī)的端口輸入，MSP430F247單片機(jī)對(duì)矩形脈沖信號(hào)進(jìn)行處理。所完成的功能有：</p><p>　　檢測(cè)異常信號(hào)，顯示發(fā)生的時(shí)間和次數(shù)，發(fā)出語音提示報(bào)警，并存儲(chǔ)在單片機(jī)的FLASH內(nèi)。</p><p>　　通過鍵盤操作，可以查看異常信號(hào)發(fā)生的時(shí)間和次數(shù)，還可以清除這些信息，并且能設(shè)置時(shí)間和更改音

11、量的大小。</p><p>　　MSP430F2XX介紹</p><p>　　MSP430F2XX的時(shí)鐘模塊</p><p><b>　　時(shí)鐘輸入源：</b></p><p>　　MSP430F157基礎(chǔ)時(shí)鐘模塊有3個(gè)時(shí)鐘輸入源：</p><p>　　（1）LFXT1CLK：低頻/高頻時(shí)鐘源。&l

12、t;/p><p>　　可以外接32768Hz的時(shí)鐘芯片或頻率為450kHz~8MHz的標(biāo)準(zhǔn)晶體或共振器。</p><p>　　（2）XT2CLK： 高頻時(shí)鐘源。</p><p>　　需要外接兩個(gè)震蕩電容器?？梢酝饨宇l率為450kHz~8MHz的標(biāo)準(zhǔn)晶體、共振器和外部時(shí)鐘輸入。較常用的晶體振蕩器是8MHz的。</p><p>　?。?）DCOCL

13、K： 內(nèi)部數(shù)字可控制的RC振蕩器。</p><p><b>　　時(shí)鐘信號(hào)：</b></p><p>　　MSP430單片機(jī)時(shí)鐘模塊提供3個(gè)時(shí)鐘信號(hào)以供給片內(nèi)各部電路使用，這3個(gè)時(shí)鐘信號(hào)分別是：</p><p>　?。?）ACLK： 輔助時(shí)鐘信號(hào)。</p><p>　　ACLK是從LFXT1CLK信號(hào)由1/2/4/8分

14、頻器分頻后所得到的。有BCSCTL1寄存器設(shè)置DIVA相應(yīng)位來決定分頻因子。ACLK可提供給CPU外圍功能模塊作時(shí)鐘信號(hào)使用。</p><p>　?。?）MCLK： 主時(shí)鐘信號(hào)。</p><p>　　MCLK是由3個(gè)時(shí)鐘源所提供的。它們分別是：LFXT1CLK、XT2CLK和DCO時(shí)鐘源信號(hào)。MCLK主要用于MCU和相關(guān)系統(tǒng)模塊作時(shí)鐘。同樣可設(shè)置相關(guān)寄存器來決定分頻因子及相關(guān)的設(shè)置。&l

15、t;/p><p>　?。?）SMCLK： 子系統(tǒng)時(shí)鐘。</p><p>　　SMCLK由2個(gè)時(shí)鐘源信號(hào)提供，它們分別是XT2CLK和DCO。同樣可設(shè)置相關(guān)寄存器來決定分頻因子及相關(guān)的設(shè)置。</p><p>　　當(dāng)微處理器發(fā)生PUC復(fù)位后，MCLK和SMCLK配置為DCO時(shí)鐘模塊（默認(rèn)值為800kHz），ACLK配置為LFXT1時(shí)鐘模塊，并且為低頻模式。修改DCOCTL

16、、BCSCTL1和BCSCTL2寄存器的值，可以對(duì)系統(tǒng)和各個(gè)模塊的時(shí)鐘進(jìn)行設(shè)置。</p><p><b>　　基本定時(shí)器</b></p><p>　　所有的MSP430F2XX系列都有一個(gè)基本定時(shí)器，它由兩個(gè)8位的計(jì)數(shù)器組成。這兩個(gè)8為的計(jì)數(shù)器也可以級(jí)聯(lián)成一個(gè)16位的計(jì)數(shù)器。基本定時(shí)器不僅可以向液晶模塊提供分時(shí)信號(hào)，還可以產(chǎn)生低頻時(shí)間間隔中斷。由于基本定時(shí)器沒有默認(rèn)狀

17、態(tài)，所以在使用之前必需正確設(shè)置基本定時(shí)器的控制寄存器BTCTL以及計(jì)數(shù)器1和計(jì)數(shù)器2，才能保證基本定時(shí)器的正常工作。</p><p><b>　　定時(shí)器A工作原理</b></p><p>　　TIMER_A寄存器</p><p>　?。?）TACTL 控制寄存器。</p><p>　　TACTL各位的定義如下：</

18、p><p>　　SSEL1,SSEL0：選擇定時(shí)器進(jìn)入輸入分頻器的時(shí)鐘源。</p><p>　　00 輸入時(shí)鐘源為TACLK，用特定的外部引腳信號(hào)；</p><p>　　01 輸入時(shí)鐘源為ACLK，用輔助時(shí)鐘；</p><p>　　10 輸入時(shí)鐘源為MCLK，用系統(tǒng)時(shí)鐘；</p><p>　　11 輸入時(shí)鐘

19、源為INCLK。</p><p>　　ID1,ID0：輸入分頻選擇。</p><p><b>　　00 不分頻；</b></p><p><b>　　01 2分頻；</b></p><p><b>　　10 4分頻；</b></p><p>

20、<b>　　11 8分頻。</b></p><p>　　MC1,MC0：計(jì)數(shù)模式控制位。</p><p><b>　　00 停止模式；</b></p><p>　　01 增計(jì)數(shù)模式；</p><p>　　10 連續(xù)計(jì)數(shù)模式；</p><p>　　11 增/減計(jì)數(shù)模

21、式。</p><p>　?。?）TAR 16為計(jì)數(shù)器。</p><p>　?。?）CCTLx 捕獲/比較控制寄存器。</p><p>　　該寄存器各位定義如下：</p><p>　　CM1~0：選擇捕獲模式。</p><p><b>　　00禁止捕獲模式；</b></p>&l

22、t;p><b>　　01上升沿捕獲；</b></p><p><b>　　10下降沿捕獲；</b></p><p>　　11上升沿與下降沿都捕獲。</p><p>　　CCIS1~0：在捕獲模式中用來定義提供捕獲事件的輸入源。</p><p><b>　　選擇CCIxA；</b

23、></p><p><b>　　選擇CCIxB；</b></p><p><b>　　選擇GND；</b></p><p><b>　　選擇Vcc。</b></p><p>　　SCS：選擇捕獲信號(hào)與定時(shí)時(shí)鐘同步、異步關(guān)系。</p><p><

24、;b>　　異步捕獲；</b></p><p><b>　　同步捕獲。</b></p><p>　　CAP：選擇捕獲模式還是比較模式。</p><p><b>　　比較模式；</b></p><p><b>　　捕獲模式。</b></p><

25、p>　　CCIEx：捕獲/比較模塊中斷允許位。</p><p><b>　　禁止中斷；</b></p><p><b>　　允許中斷。</b></p><p>　　CCIFGx：捕獲比較中斷標(biāo)志。</p><p>　　捕獲模式：寄存器CCRx捕獲了定時(shí)器TAR值時(shí)置位。</p>

26、<p>　　比較模式：定時(shí)器TAR值等于寄存器CCRx值時(shí)置位。</p><p>　?。?）CCRx 捕獲/比較寄存器</p><p>　　在捕獲方式，當(dāng)滿足捕獲條件，硬件自動(dòng)將計(jì)數(shù)器TAR數(shù)據(jù)寫入該寄存器。其中CCR0經(jīng)常用作周期寄存器。</p><p><b>　　捕獲/比較模塊</b></p><p>　

27、　TIMER_A有多個(gè)相同的捕獲/比較模塊，為實(shí)時(shí)處理提供靈活的手段，每個(gè)模塊都可用于捕獲事件發(fā)生的時(shí)間或產(chǎn)生定時(shí)間隔。當(dāng)捕獲/比較模塊共有兩種模式：捕獲模式和比較模式。本系統(tǒng)主要用捕獲模式。當(dāng)CCTLx中的CAPx=1，該模塊工作在捕獲模式。這時(shí)如果在選定的引腳上發(fā)生設(shè)定的脈沖觸發(fā)沿（上升沿、下降沿或任意跳變），則MSP430會(huì)通過硬件自動(dòng)將計(jì)數(shù)器TAR中的值寫入到CCRx中。每個(gè)捕獲/比較寄存器都能被軟件用于時(shí)間標(biāo)記，可用于各種目的

28、。如果是周期信號(hào)，則兩次上升沿或者兩次下降沿之間的時(shí)間即為信號(hào)的周期，上升沿和下降沿之間的時(shí)間則為信號(hào)的脈寬（高電平或者低電平的時(shí)間長度）。還可以測(cè)量軟件程序所用時(shí)間、測(cè)量硬件事件之間的時(shí)間、測(cè)量系統(tǒng)頻率。當(dāng)捕獲完成后，中斷標(biāo)志位CCIFGx被置位。如果總的中斷允許位GIE允許，相應(yīng)的中斷允許位CCIEx也允許，則將產(chǎn)生中斷請(qǐng)求。</p><p>　　3 各功能模塊程序設(shè)計(jì)</p><p&g

29、t;　　3.1 總體程序流程圖及原理說明</p><p>　　圖3-1 總體程序流程圖</p><p>　　系統(tǒng)接通電源后就進(jìn)行系統(tǒng)初始化，包括關(guān)閉看門狗，系統(tǒng)時(shí)鐘初始化、端口初始化、LCD初始化，外設(shè)時(shí)鐘初始化。初始化完成后進(jìn)入主環(huán)路延時(shí)，當(dāng)接到上位機(jī)的開始信號(hào)時(shí)，時(shí)鐘、AD開始工作，AD采樣頻率由時(shí)鐘決定，每到一個(gè)時(shí)鐘中斷，AD采一個(gè)點(diǎn)，將采到的數(shù)據(jù)發(fā)送到單片機(jī)內(nèi)，系統(tǒng)開始逐步檢測(cè)

30、4路信號(hào)是否異常。當(dāng)有異常信號(hào)出現(xiàn)，系統(tǒng)把每路異常信號(hào)發(fā)生的時(shí)間、次數(shù)記錄到單片機(jī)的FLASH內(nèi)。完成后可以進(jìn)行模式操作、功能操作、增值減值操作等。各操作都有對(duì)應(yīng)的子程序及其流程圖。當(dāng)接收到上位機(jī)的結(jié)束信號(hào)時(shí)，時(shí)鐘、AD停止工作。</p><p>　　3.2 初始化模塊 </p><p>　　3.2.1 初始化總體流程及說明</p><p>　　3-2 初始

31、化流程圖</p><p><b>　　初始化原理說明：</b></p><p>　　系統(tǒng)接通電源后就進(jìn)行系統(tǒng)初始化，包括關(guān)閉看門狗，系統(tǒng)時(shí)鐘初始化、端口初始化、FLASH初始化，外設(shè)時(shí)鐘初始化。</p><p><b>　　初始化程序：</b></p><p>　　void main(void)&l

32、t;/p><p>　　{ WDTCTL=WDTPW+WDTHOLD; //關(guān)狗 </p><p>　　run_xt2(); //時(shí)鐘初始化 </p><p>　　port_in

33、it(); //端口初始化</p><p>　　LcdInit0(); //lcd初始化</p><p>　　InitSys(); //FLASH初始化</p><p>　　fflash_init();</p><p><b>　　}</b>

34、</p><p>　　3.2.2 系統(tǒng)時(shí)鐘初始化模塊程序及說明</p><p>　　本系統(tǒng)選擇的時(shí)鐘源工作模式為：使用XT2振蕩器，MCLK選擇使用XT2CLK，SMCLK選擇使用XT2CLK </p><p>　　根據(jù)本系統(tǒng)要求，設(shè)置相應(yīng)控制字，其時(shí)鐘初始化函數(shù)如下</p><p>　　void run_xt2(void)</p&g

35、t;<p><b>　　{ </b></p><p>　　unsigned char i; </p><p>　　BCSCTL1 &= ~XT2OFF; //打開XT2振蕩器</p><p><b>　　do </b></p><p><

36、;b>　　{</b></p><p>　　IFG1 &= ~OFIFG; //清除振蕩器失效標(biāo)志</p><p>　　for (i = 0xFF; i > 0; i--); //延時(shí)，等待XT2起振 </p><p><b>　　}</b></p>

37、;<p>　　while ((IFG1 & OFIFG) != 0); //判斷XT2是否起振 </p><p>　　BCSCTL2 |= SELM1+SELS; // MCLK = SMCLK = XT2 (safe)</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　

38、　端口初始化模塊程序</b></p><p>　　端口初始化設(shè)置各端口是輸出還是輸入，輸出高電平還是低電平。</p><p>　　void port_init(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　P1DIR|=BIT1+BIT2+BIT3; </p><

39、p>　　P1DIR&=~BIT4;</p><p>　　P1DIR&=~BIT0;</p><p>　　P1OUT|=BIT1+BIT2+BIT3;</p><p>　　P2DIR&=0x40;//p2.0 p2.1 p2.2 p2.3,p2.4 p2.5 p2.7為輸出口</p><p>　　P2OUT=0x0

40、0;</p><p>　　P3DIR|=BIT1; </p><p>　　P4DIR=0xFF; </p><p>　　P4OUT=0x00;</p><p>　　P5DIR|=BIT0+BIT1+BIT2+BIT3+BIT4+BIT5+BIT6;</p><p>　　P5DIR&=~BIT7;</p

41、><p>　　P5OUT=0x00;</p><p>　　P6DIR|=BIT0+BIT3+BIT4+BIT5+BIT6+BIT7;</p><p>　　P6DIR&=~BIT2;</p><p>　　P6DIR&=~BIT1;</p><p>　　P6OUT=0X00; </p><

42、p><b>　　}</b></p><p>　　FLASH初始化程序</p><p>　　說明：讀OX10B8中的信息給ho,給FLASH賦初始值0</p><p><b>　　程序代碼片段如下：</b></p><p>　　void fflash_init(void)</p>

43、<p><b>　　{ </b></p><p>　　unsigned char ho[7];</p><p>　　read_SegA1( ho, 0X10b8);</p><p>　　n1=ho[0]; n2=ho[1]; n3=ho[2]; n4=ho[3];</p><p>　　if(n1==0xff

44、) n1=0;</p><p>　　if(n2==0xff) n2=0;</p><p>　　if(n3==0xff) n3=0;</p><p>　　if(n4==0xff) n4=0;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　定時(shí)器A初始化程序及說明</p>

45、<p>　　說明：本系統(tǒng)采用TIMER_A中的捕獲/比較寄存器CCR0，需要設(shè)置的工作方式有：TIMER_A的輸入時(shí)鐘源選為輔助時(shí)鐘ACLK，計(jì)數(shù)模式選為連續(xù)計(jì)數(shù)模式。捕獲模式選為下降沿捕獲，提供捕獲事件的輸入源為CCI0B，同步捕獲，捕獲模式，允許中斷。按此要求設(shè)定TIMER_A中CCR0控制寄存器TACTL和捕獲/比較控制寄存器CCTL0，其初始化函數(shù)如下</p><p>　　void timerA

46、_init(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　TACTL = TASSEL1 + TACLR+ID_3; // SELECT MCLK, clear TAR 8分頻</p><p>　　CCTL0 = CCIE; // CCR0 interrupt enabled&

47、lt;/p><p>　　CCR0 = 50000; //中斷時(shí)間為50ms(TBCCR0/XT2) </p><p>　　TACTL|= MC0; // Start Timer_A in continuous mode</p><p><b>　　}</b></p>

48、<p>　　3.3 異常檢測(cè)處理模塊流程圖及原理說明</p><p><b>　　流程圖：</b></p><p>　　圖3-3 異常檢測(cè)流程圖</p><p>　　原理說明：當(dāng)有異常信號(hào)被檢測(cè)到，四路紅外傳感器就開始逐一檢測(cè)，并對(duì)檢測(cè)到的信號(hào)進(jìn)行處理。</p><p><b>　　異常檢測(cè)程

49、序片段：</b></p><p>　　{ p2h_value=p2hReadKey(); //</p><p>　　switch (p2h_value)</p><p>　　{case p2_4SMW:WriteCommand(0x01);p_4way();//*****四路檢測(cè)

50、 break;</p><p>　　case p2_5SMW:WriteCommand(0x01);p_3way();//*****三路檢測(cè) break;</p><p>　　case p2_7SMW:WriteCommand(0x01);p_1way();//***一路檢測(cè) bre

51、ak; </p><p>　　default: break;} </p><p>　　p1h_value=p1hReadKey();</p><p>　　if (p1h_value==p1_4SMW) {WriteCommand(0x01);p_2way();}</p><p>　　} </p

52、><p>　　3.4 主環(huán)路操作模塊流程圖及原理說明</p><p><b>　　流程圖：</b></p><p>　　說明：沒有異常信號(hào)被檢測(cè)到時(shí)</p><p>　　就可以進(jìn)行模式、功能、增值、</p><p>　　減值等操作，然后就會(huì)到正常檢測(cè)</p><p><

53、b>　　程序片段：</b></p><p>　　p2l_value=p2lReadKey(); //檢測(cè),有鍵按下并松開,返回一個(gè)鍵值.</p><p>　　switch (p2l_value) //對(duì)鍵值進(jìn)行處理.采switch語法結(jié)構(gòu)查詢</p><p><b>　　{</b></p><p>　　

54、case p2_0SMW:mod_op(); //p2.0 模式 鍵按下 </p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case p2_1SMW:fun_op(); //p2.1 功能 鍵按下 </p><p><b>　　break;<

55、/b></p><p>　　case p2_2SMW:inc_op();//p2.2 “+” 鍵按下</p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case p2_3SMW:dec_op();//p2.3 “—” 鍵按下</p><p><b>　　break;</b&g

56、t;</p><p>　　default:break;//調(diào)用默認(rèn)處理程序4</p><p><b>　　}</b></p><p>　　圖3-4 主環(huán)路操作流程圖</p><p>　　3.5 模式操作模塊流程圖及原理說明</p><p><b>　　操作模式流程圖：</b>

57、;</p><p>　　圖3-5 操作模式流程圖</p><p><b>　　操作模式原理說明：</b></p><p>　　只要四路傳感器都沒有異常信號(hào)，可以進(jìn)行模式操作。經(jīng)過10MS的延時(shí)后，判斷P2.0是否為0，當(dāng)P2.0為0進(jìn)入下一步操作。首先置模式位，同時(shí)模式計(jì)數(shù)器加1，然后判斷模式計(jì)數(shù)器的值并根據(jù)其進(jìn)行相應(yīng)的操作。操作如下：<

58、;/p><p>　　模式計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值為1：置檢查位；檢查顯示；語音提示</p><p>　　模式計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值為2：清檢查位；置時(shí)鐘設(shè)置位；時(shí)鐘設(shè)置顯示；語音提示</p><p>　　模式計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值為3：清時(shí)鐘設(shè)置位；置音量設(shè)置位；音量設(shè)置顯示；語音提示</p><p>　　模式計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值為4：清音量位；置清除位；清記錄顯示；語音提示</

59、p><p>　　模式計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值為其它：清記錄位；清模式位；清模式計(jì)數(shù)器</p><p>　　模式操作軟件設(shè)計(jì)可以分為4個(gè)主要功能模塊：檢查顯示模塊；時(shí)鐘設(shè)置顯示模塊；音量設(shè)置顯示模塊；清記錄顯示模塊。各功能模塊的程序如下：</p><p><b>　　模式操作程序：</b></p><p>　　void mod_op(vo

60、id)</p><p>　　{ switch(MODCNT) </p><p>　　{ case 1:{voice(0x00); //*****檢查顯示模塊程序*****//</p><p>　　LineDisp(2,str1);LineDisp(3,str0);</p><p>　　CHKSET=1;}<

61、/p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 2:{voice(0x00);</p><p>　　LineDisp(2,str2);LineDisp(3,str0);//*****時(shí)鐘設(shè)置顯示模塊程序*****//</p><p><b>　　CHKSET=0;</b>&

62、lt;/p><p>　　CLKSET=1; }</p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 3:{voice(0x00);</p><p>　　LineDisp(2,str3);LineDisp(3,str0);//*****音量設(shè)置顯示模塊程序*****//

63、</p><p><b>　　CLKSET=0;</b></p><p><b>　　VOLSET=1;</b></p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　break;</b></p><p>　　cas

64、e 4:{voice(0x00);</p><p>　　LineDisp(2,str4);LineDisp(3,str0);//*****清記錄模顯示塊程序*****//</p><p><b>　　VOLSET=0;</b></p><p><b>　　EARSET=1;</b></p><p>

65、<b>　　} </b></p><p><b>　　break;</b></p><p>　　default:{ROOL_OP=1;</p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　}}}</b></p>&

66、lt;p>　　3.6 功能選擇程序流程圖及原理說明</p><p><b>　　功能選擇流程圖：</b></p><p>　　圖3-6 功能選擇流程圖</p><p><b>　　功能操作原理說明：</b></p><p>　　在模式操作的基礎(chǔ)上進(jìn)入功能子程序，也是先延時(shí)10MS。然后判斷

67、模式位是否為1（即判斷是否正在進(jìn)行模式操作），當(dāng)模式位為0才能進(jìn)入下一步。再判斷P2.1是否為0，當(dāng)P2.1為0進(jìn)行功能選擇操作，然后根據(jù)功能類型進(jìn)行相應(yīng)的操作。操作如下：</p><p>　　檢查操作：檢查操作；語音提示</p><p>　　時(shí)鐘設(shè)置：時(shí)鐘設(shè)置；語音提示</p><p>　　音量調(diào)整：音量調(diào)整；語音提示</p><p>　　

68、清除記錄：清除操作；語音提示 </p><p>　　同樣，功能操作程序設(shè)計(jì)也可以分為四個(gè)功能模塊：檢查操作模塊；時(shí)鐘設(shè)置操作模塊；音量調(diào)整操作模塊；清除記錄操作模塊。各模塊程序段如下：</p><p><b>　　功能操作程序：</b></p><p><b>　　檢查操作模塊程序：</b></p><

69、p>　　void check(void)</p><p>　　{ LineDisp(3,str02);</p><p>　　WriteCommand(0x01);</p><p>　　LineDisp(2,str);</p><p>　　Delay(1000000);</p><p>　　WriteComma

70、nd(0x01);</p><p>　　LineDisp(3,str00);</p><p>　　LineDisp(2,str01);</p><p><b>　　return; </b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　時(shí)鐘設(shè)置操作模塊程序：&l

71、t;/p><p>　　void clock(void)</p><p>　　{ FUNCNT++;//*****功能計(jì)數(shù)器自加1*****//</p><p>　　switch(FUNCNT%5)</p><p>　　{ case 1:LineDisp(2,str1);LineDisp(3,str00);//*****月調(diào)整操作*****//&

72、lt;/p><p><b>　　MON_OP=1;</b></p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 2:LineDisp(2,str2);LineDisp(3,str02); //*****日調(diào)整操作*****//</p><p>　　MON_OP=0; <

73、/p><p><b>　　DAY_OP=1;</b></p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 3:LineDisp(2,str3);LineDisp(3,str03); //*****時(shí)調(diào)整操作*****//</p><p><b>　　DAY_OP=0

74、;</b></p><p><b>　　HOU_OP=1;</b></p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 4:LineDisp(2,str4);LineDisp(3,str04); //*****分調(diào)整操作*****//</p><p><

75、b>　　HOU_OP=0;</b></p><p><b>　　MIN_OP=1;</b></p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　音量調(diào)整操作模塊程序：</p><p&

76、gt;　　void volume(void)</p><p><b>　　{ …………</b></p><p>　　FUNCNT++; //*****功能計(jì)數(shù)器自加1*****//</p><p>　　switch (FUNCNT%5) </p><p>　　{ case 1:lv_voi();Line

77、Disp(2,str4);voice(0x20);LineDisp(3,str00); //大音量調(diào)整操作//</p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 2:mv_voi();LineDisp(2,str3);voice(0x28);LineDisp(3,str00); //中音量調(diào)整操作//</p><p&g

78、t;<b>　　break; </b></p><p>　　case 3:sv_voi();LineDisp(2,str2);voice(0x30);LineDisp(3,str00); //小音量調(diào)整操作//</p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 4:nv_voi();LineD

79、isp(2,str1);voice(0x38);LineDisp(3,str00); //靜音調(diào)整操作//</p><p><b>　　break;</b></p><p>　　default:FUNCNT=0;LineDisp(2,str5);LineDisp(3,str01); </p><p><b>　　break;</

80、b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　清除記錄操作模塊程序：</p><p>　　void earse(void)</p><p><b>　　{………… </b></p&g

81、t;<p>　　if (DEL_OP>=2) {LineDisp(2,str1);//*****清除完畢提示****//</p><p>　　Delay(2000000);</p><p>　　else {LineDisp(2,str00);//*****確認(rèn)刪除？*****//</p><p>　　LineDisp(3,str01);//***

82、**刪除提示*****//</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　3.7 時(shí)鐘調(diào)整程序流程圖及原理說明</p><p>　　時(shí)鐘增（減）值流程圖：</p><p>　　圖3-7 操作模式流程圖</p>

83、;<p>　　時(shí)鐘增減值原理說明：</p><p>　　在功能操作的基礎(chǔ)上進(jìn)入時(shí)鐘增減值子程序。也是先延時(shí)10MS。然后判斷功能操作上是否時(shí)鐘調(diào)整，要進(jìn)行時(shí)鐘調(diào)整操作再判斷P2.2是否為0，P2.2為0經(jīng)過調(diào)整緩加1才能進(jìn)入時(shí)鐘的各項(xiàng)調(diào)整.調(diào)整操作如下：</p><p>　　月調(diào)整：月調(diào)整操作；語音提示</p><p>　　日調(diào)整：日調(diào)整操作；語音提示

84、</p><p>　　時(shí)調(diào)整：時(shí)調(diào)整操作；語音提示</p><p>　　分調(diào)整：分調(diào)整操作；語音提示</p><p>　　時(shí)鐘增減值程序同樣可以分為四個(gè)功能模塊：月調(diào)整操作模塊；日調(diào)整操作模塊；時(shí)調(diào)整操作模塊；分調(diào)整操作模塊。各部分程序片段如下：</p><p><b>　　時(shí)鐘增減值程序：</b></p>

85、<p>　　月調(diào)整操作模塊程序：</p><p>　　void setime1(void) </p><p>　　{ char *str=" 月調(diào)整: ";</p><p><b>　　b++;</b></p><p>　　if(b>12)

86、 //月份控制條件</p><p><b>　　b=1; </b></p><p>　　UpData[0] =((UpData1[b]&0x70)>>4)+0x30; //月份的十位</p><p>　　UpData[1] = (UpData1[b]&0x0f)+0x30;

87、 //月份的個(gè)位</p><p>　　WriteCommand(0x88);</p><p>　　LineDisp( 2,str); </p><p>　　WriteCommand(0x8D); //寫數(shù)據(jù)</p><p>　　for(i=0;i<2;i++)

88、</p><p><b>　　{</b></p><p>　　WriteOperate(UpData[i],1); //寫數(shù)據(jù)</p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　}</b></p><p>

89、;　　日調(diào)整操作模塊程序：</p><p>　　void setime2(void) </p><p>　　{ char *str="日期調(diào)整: ";</p><p><b>　　b++;</b></p><p><b>　　if(b>31)</b></p&

90、gt;<p><b>　　b=1; </b></p><p>　　UpData[0] =((UpData1[b]&0x70)>>4)+0x30; </p><p>　　UpData[1] = (UpData1[b]&0x0f)+0x30;</p><p>　　WriteCommand(0x88);&

91、lt;/p><p>　　LineDisp( 2,str);</p><p>　　WriteCommand(0x8D); //寫數(shù)據(jù)</p><p>　　for(i=0;i<2;i++)</p><p>　　WriteOperate(UpData[i],1); //寫數(shù)據(jù) </p><p><b>　　

92、}</b></p><p>　　時(shí)調(diào)整操作模塊程序：</p><p>　　void setime3(void) </p><p>　　{ char *str=" 時(shí)調(diào)整: ";</p><p><b>　　b++;</b></p><p><b&g

93、t;　　if(b>23)</b></p><p>　　b=0; </p><p>　　UpData[0] =((UpData1[b]&0x70)>>4)+0x30; </p><p>　　UpData[1] = (UpData1[b]&0x0f)+0x30;</p><p&g

94、t;　　WriteCommand(0x88);</p><p>　　LineDisp( 2,str);</p><p>　　WriteCommand(0x8D); //寫數(shù)據(jù)</p><p>　　for(i=0;i<2;i++)</p><p>　　WriteOperate(UpData[i],1); //寫數(shù)據(jù)

95、 </p><p><b>　　}</b></p><p>　　分調(diào)整操作模塊程序：</p><p>　　void setime4(void) </p><p><b>　　{ b++;</b></p><p><b>　　if(b>59)

96、</b></p><p><b>　　b=0; </b></p><p>　　UpData[0] =((UpData1[b]&0x70)>>4)+0x30; </p><p>　　UpData[1] = (UpData1[b]&0x0f)+0x30;</p><p>　　Write

97、Command(0x88);</p><p>　　LineDisp( 2,str);</p><p>　　WriteCommand(0x8D); //寫數(shù)據(jù)</p><p>　　for(i=0;i<2;i++)</p><p>　　WriteOperate(UpData[i],1); //寫數(shù)據(jù)</p><p>

98、<b>　　}</b></p><p>　　3.8 音量鍵控程序流程圖及原理說明</p><p><b>　　音量鍵控流程圖：</b></p><p>　　圖3-8 音量鍵控流程圖</p><p><b>　　音量鍵控原理說明：</b></p><p&g

99、t;　　在功能操作基礎(chǔ)上進(jìn)入音量鍵控子程序。首先將音量計(jì)數(shù)器置1，然后逐步加1進(jìn)行各種音量操作。操作如下：</p><p>　　音量計(jì)數(shù)器為1：大音量設(shè)置；語音提示</p><p>　　音量計(jì)數(shù)器為2：中音量設(shè)置；語音提示</p><p>　　音量計(jì)數(shù)器為3：小音量設(shè)置；語音提示</p><p>　　音量計(jì)數(shù)器為4：靜音設(shè)置；語音提示<

100、/p><p>　　音量鍵控程序同樣可以分為四個(gè)功能模塊：大音量設(shè)置模塊；中音量設(shè)置模塊；小音量設(shè)置模塊；靜音設(shè)置模塊。各模塊程序片段如下</p><p><b>　　音量鍵控程序：</b></p><p>　　小音量調(diào)理程序模塊：</p><p>　　void sv_voi(void)</p><p>

101、;　　{ P6OUT|=BIT0;</p><p>　　P5OUT&=~BIT4;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　中音量調(diào)理模塊程序：</p><p>　　void mv_voi(void)</p><p>　　{P5OUT|=BIT4;</p>

102、<p>　　P6OUT&=~BIT0;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　大音量調(diào)理模塊程序：</p><p>　　void lv_voi(void)</p><p>　　{ P5OUT&=~BIT4;</p><p>　　P6OUT&

103、=~BIT0;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　靜音調(diào)理模塊程序：</b></p><p>　　void nv_voi(void)</p><p>　　{P6OUT|=BIT0;</p><p>　　P5OUT|=BIT4;</p&g

104、t;<p><b>　　}</b></p><p><b>　　4 程序設(shè)計(jì)調(diào)試</b></p><p>　　4.1 開發(fā)工具介紹</p><p>　　IAR公司成立于1983年，其編譯器已成為業(yè)界領(lǐng)先的嵌入式開發(fā)平臺(tái)，廣泛應(yīng)用于移動(dòng)電話、GPS系統(tǒng)，遠(yuǎn)程控制、游戲機(jī)等含有微處理器的系統(tǒng)的開發(fā)中。IAR公

105、司的編譯器可以支持超過30種不同的8位、16位、32位處理器。針對(duì)MSP430的開發(fā)平臺(tái)全稱為IAR Embedded Workbench EW430 ,簡(jiǎn)稱EW430，其功能非常強(qiáng)大，而且仍然在以很快的速度更新版本。它的基本特點(diǎn)有：①支持ANSI C并包含對(duì)Embedded C++的支持②內(nèi)建MSP430特性擴(kuò)展優(yōu)化③代碼長度和速度有多級(jí)優(yōu)化④支持32位和64位浮點(diǎn)數(shù)⑤支持硬件乘法器⑥內(nèi)部函數(shù)支持低功耗模式⑦支持C和匯編語言混合編程。

106、基于這些優(yōu)點(diǎn)，本智能樓宇安檢系統(tǒng)采用EW430開發(fā)環(huán)境。</p><p>　　4.2 按鍵操作調(diào)試</p><p>　　通過調(diào)試，我知道了MSP430電路板上的液晶右邊有四個(gè)按鍵，從上到下他們的功能依次是：模式鍵，功能鍵，增值鍵，減值鍵。</p><p>　　系統(tǒng)加電后就自動(dòng)進(jìn)行初始化，然后逐一檢測(cè)4路紅外傳感器是否有異常信號(hào)。</p><p&

107、gt;　　這個(gè)過程中可以按模式鍵進(jìn)行模式操作，每按一次就LCD上就顯示一種模式，依次顯示為：檢查顯示，時(shí)鐘設(shè)置，音量設(shè)置，清除記錄。</p><p>　　當(dāng)LCD顯示“檢查顯示“時(shí)，按下功能鍵就能回放4路傳感器檢測(cè)到的異常信號(hào)的時(shí)間和次數(shù)。同時(shí)還有語音提示。</p><p>　　當(dāng)LCD顯示“時(shí)鐘設(shè)置“，按一下功能鍵進(jìn)入時(shí)鐘設(shè)置界面，每按一次功能鍵依次能設(shè)置月調(diào)整，日調(diào)整，時(shí)調(diào)整，分調(diào)整，

108、同時(shí)月、日、時(shí)、分對(duì)應(yīng)的數(shù)字反色顯示，表示能調(diào)整了，再按增值鍵、減值鍵分別進(jìn)行月、日、時(shí)、分的增值或減值。</p><p>　　同樣，當(dāng)LCD顯示“音量設(shè)置“時(shí)，按一下功能鍵進(jìn)入音量設(shè)置界面，每按一次能循環(huán)設(shè)置為大音量，中音量，小音量，靜音。</p><p><b>　　出現(xiàn)問題及解決方法</b></p><p>　　系統(tǒng)時(shí)鐘問題：系統(tǒng)默認(rèn)使用

109、DCO，使用外部高速晶振XT2時(shí)必須自己開啟XT2，并延時(shí)50us等待XT2起振，然后手工清除IFG1中的OFIFG位。 要注意操作順序：打開XT2->等待XT2穩(wěn)定->切換系統(tǒng)時(shí)鐘為XT2。 若后面兩步操作反了，在通常情況下不會(huì)出現(xiàn)問題，但是在電壓不穩(wěn)MCU頻繁復(fù)位的情況下，非常容易造成MCU死掉，只能掉電后重新上電才能可靠復(fù)位。</p><p>　　在剛開始調(diào)試時(shí)，就遇到的問題，即程序執(zhí)行后，液晶

110、屏不能正常顯示漢字，在探討后，我們終于找到問題的所在，是因?yàn)槎丝谏想妷鹤兓彩怯幸欢〞r(shí)間的，如果讀取太快，就有可能出錯(cuò)。我們?cè)谧x取數(shù)據(jù)之前加了一句延時(shí)程序。這樣修改后，讀數(shù)據(jù)的問題就迎刃而解。這個(gè)延時(shí)問題在接下來的調(diào)試過程中還與到了不止一次，給了我們寶貴的經(jīng)驗(yàn)，我想我們?cè)谝院蟮脑O(shè)計(jì)中肯定不會(huì)忽略這種硬件延時(shí)。</p><p>　　通過調(diào)試，代碼方面的錯(cuò)誤得到解決。在程序規(guī)范方面出現(xiàn)很多問題，如在頭文件中定義了變量

111、，結(jié)果導(dǎo)致編譯錯(cuò)誤；由于代碼中變量非常多，變量命名時(shí)重復(fù)命名和未定義，導(dǎo)致編譯錯(cuò)誤。</p><p>　　通過基于MSP430的智能樓宇安檢系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，我懂得了單片機(jī)程序比PC程序簡(jiǎn)單、規(guī)模小，因此，不能照搬開發(fā)PC程序所使用的規(guī)范，而是要進(jìn)行一些簡(jiǎn)化和修改，使它更適合用語單片機(jī)程序的開發(fā)。我總結(jié)了按照編程規(guī)范寫MSP430程序的好處：</p><p><b>　　增加程序的

112、可維護(hù)性</b></p><p>　　當(dāng)需求發(fā)生變化時(shí)，比較易于修改</p><p>　　可重用性好，便于將來再次使用代碼</p><p>　　可移植性好，便于將代碼在其他類型的微處理器上使用</p><p>　　可讀性好，不會(huì)導(dǎo)致過了很長時(shí)間后，沒人能夠理解程序的意思，或者非常難以理解</p><p>&

113、lt;b>　　5 結(jié)論</b></p><p><b>　　5.1 性能指標(biāo)</b></p><p><b>　　主要技術(shù)指標(biāo)：</b></p><p>　　無線傳輸距離：20m</p><p><b>　　電源電壓：5V</b></p>&

114、lt;p><b>　　檢測(cè)路數(shù)：4路</b></p><p>　　記錄事件：24組（4點(diǎn)*6次）</p><p><b>　　特點(diǎn)</b></p><p><b>　　涉及的技術(shù)領(lǐng)域</b></p><p>　　紅外（熱釋電）傳感技術(shù)</p><p&g

115、t;<b>　　單片機(jī)控制技術(shù)</b></p><p><b>　　LCD顯示技術(shù)。</b></p><p>　　語音及音量鍵控技術(shù)。</p><p><b>　　精密時(shí)鐘技術(shù)。</b></p><p>　　FLASH數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)</p><p>　　實(shí)

116、驗(yàn)表明基于MSP430單片機(jī)的智能樓宇安檢系統(tǒng)具有液晶顯示、語音提示、體積小、功耗低、速度快等優(yōu)點(diǎn)，它是面向用戶，面向產(chǎn)品、面向應(yīng)用的。它用片內(nèi)的A/D轉(zhuǎn)換器與紅外線傳感器進(jìn)行連接，只要連接不同的傳感器就可以采集不同數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)，做到系統(tǒng)與數(shù)據(jù)源的無關(guān)性，具有一定得通用性。而且該系統(tǒng)具有良好的拓展性，不僅可以實(shí)現(xiàn)單通道顯示，而且可以通過修改軟件實(shí)現(xiàn)多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在同一界面顯示，該系統(tǒng)的模型可以推廣到多種其他領(lǐng)域。</p>

117、<p><b>　　5.3 后續(xù)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　現(xiàn)場(chǎng)錄像：</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)除了用紅外傳感器采集信號(hào)，還可以與攝像頭配合使用。當(dāng)紅外傳感器檢測(cè)到異常信號(hào)時(shí)，攝像頭立即啟動(dòng)進(jìn)行錄像，并存儲(chǔ)錄像。然而這種后續(xù)設(shè)計(jì)需要大容量的存儲(chǔ)器，導(dǎo)致總體結(jié)構(gòu)會(huì)比較龐大，開發(fā)成本也會(huì)大大提高。</p&

118、gt;<p><b>　　電話報(bào)警：</b></p><p>　　同樣本系統(tǒng)還可以與電話相連接，檢測(cè)到異常信號(hào)的同時(shí)就自動(dòng)接通了報(bào)警電話。這種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，開發(fā)成本比較低，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] Slau 049.pdf Texas Ins

119、truments incorporated,2006.</p><p>　　[2] MSP430x13x,MSP430x14x1 MIXED SIGNAL MICROCONTROLLER.</p><p>　　[3]胡大可.MSP430超低功耗16位單片機(jī)原理與應(yīng)用[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社,2000.</p><p>　　[4]秦龍.MSP430單片機(jī)應(yīng)

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