信控学院本科学生专业综合设计说明书模版(2007) - 副本

吉 林 化 工 学 院 信 控 学 院 专 业 综 合 设 计 说 明 书 基 于 TCA785芯 片 的 单 相 全 控 整 流 调 压 系 统 设 计 学 生 学 号 ： 09580211 学 生 姓 名 ： 刘 庆 祥 专 业 班 级 ： 电 气 0902 指 导 教 师 ： 刘 刚 职 称 ： 副 教 授 起 止 日 期 ： 2012.8.27 2012.9.15 吉 林 化 工 学 院 Jilin Institute of Chemical Technology 吉 林 化 工 学 院 信 息 与 控 制 工 程 学 院 专 业 综 合 设 计 说 明 书 - I - 专 业 综 合 设 计 任 务 书 一 、 设 计 题 目 ： 基 于 TCA785 芯 片 的 单 相 全 控 整 流 调 压 系 统 设 计 二 、 设 计 目 的 : 1.理 解 单 相 全 控 整 流 调 压 、 过 零 鉴 相 信 号 获 取 和 触 发 信 号 产 生 原 理 ； 2.掌 握 晶 闸 管 、 TCA785 芯 片 和 MSP430 单 片 机 使 用 方 法 ； 3.掌 握 系 统 监 控 程 序 设 计 方 法 和 C430 编 程 方 法 。 三 、 设 计 任 务 及 要 求 1.设 计 单 相 全 控 整 流 调 压 系 统 硬 件 电 路 ； 2.设 计 单 相 全 控 整 流 调 压 系 统 监 控 程 序 ； 3.制 作 单 相 全 控 整 流 调 压 系 统 ， 实 现 直 流 25V-250V 调 压 ， 撰 写 设 计 说 明 书 。 四 、 设 计 时 间 及 进 度 安 排 设 计 时 间 共 三 周 ,具 体 安 排 如 下 表 ： 周 次 设 计 内 容 设 计 时 间 第 一 周 学 习 晶 闸 管 、 TCA785 芯 片 和 MSP430 单 片 机 使 用 方 法 ， 查 找 相 关 资 料 。 设 计 单 相 全 控 整 流 调 压 系 统 电 路 图 。 2012.8.27- 2012.8.31 第 二 周 设 计 MSP430 单 片 机 程 序 和 焊 装 系 统 电 路 。 2012.9.3-2012.9.7 第 三 周 完 成 单 相 全 控 整 流 调 压 系 统 调 试 ， 编 写 设 计 说 明书 。 提 交 作 品 及 设 计 说 明 书 ， 评 定 专 业 综 合 设 计 成 绩 。 2012.9.10-2012.9.15 五 、 指 导 教 师 评 语 及 学 生 成 绩 指 导 教 师 评 语 : 2012 年 9 月 15 日 成 绩 指 导 教 师 (签 字 ): 基 于 TCA785 芯 片 的 单 相 全 控 整 流 调 压 系 统 设 计 - II - 目 录 专 业 综 合 设 计 任 务 书 I 第 1 章 TCA785 芯 片 简 介 1 1.1 TCA785 芯 片 概 述 1 1.2 TCA785 芯 片 引 脚 排 列 和 各 引 脚 的 功 能 及 用 法 1 1.3 基 本 设 计 特 点 和 极 限 参 数 2 1.3.1 主 要 设 计 特 点 2 1.3.2 主 要 参 数 3 第 2 章 MSP430F169 单 片 机 简 介 4 2.1 MSP430F169 单 片 机 的 概 述 4 2.2 MSP430F169 特 点 4 2.2.1MSP430F169 单 片 机 结 构 特 点 4 2.2.2 低 功 耗 特 点 5 2.2.3PIO 端 口 5 2.3 MSP430F169 单 片 机 定 时 器 A 的 使 用 5 2.3.1 定 时 器 A 功 能 及 结 构 6 2.3.2 定 时 器 工 作 方 式 7 2.4 A/D 转 换 器 的 使 用 8 2.4.1A/D 转 换 器 概 述 8 2.4.2 MSP430F169 的 A/D 转 换 模 块 ADC12 特 点 及 使 用 8 第 3 章 LCM12864 点 阵 显 示 器 9 3.1LCM12864 点 阵 显 示 器 概 述 9 3.2LCM12864 点 阵 显 示 器 基 本 特 性 9 3.3 LCM12864 点 阵 显 示 器 应 用 举 例 9 3.4 LCM12864 显 示 器 应 用 说 明 10 第 4 章 硬 件 电 路 设 计 11 4.1 单 片 机 系 统 电 路 设 计 11 4.2 单 相 相 控 触 发 电 路 设 计 11 4.3 直 流 电 源 电 路 设 计 电 源 电 路 11 第 五 章 程 序 简 介 13 参 考 文 献 14 吉 林 化 工 学 院 信 息 与 控 制 工 程 学 院 专 业 综 合 设 计 说 明 书 - 1 - 第 1章 TCA785芯 片 简 介 1.1 TCA785芯 片 概 述 是 德 国 西 门 子 （ ） 公 司 开 发 的 第 三 代 晶 闸 管 单 片 移 相 触 发 集 成 电 路 ， 与 其 它 芯 片 相 比 ， 具 有 温 度 适 用 范 围 宽 ， 对 过 零 点 的 识 别 更 加 可 靠 ， 输 出 脉 冲 的 整 齐 度 更 好 ， 移 相 范 围 更 宽 等 优 点 。 另 外 ， 由 于 它 输 出 脉 冲 的 宽 度 可 手 动 自 由 调 节 ， 所 以 适 用 范 围 更 为 广 泛 。 TCA785 芯 片 是 德 国 西 门 子 （ ） 公 司 于 1988 年 前 后 开 发 的 第 三 代 晶 闸 管 单 片 移 相 触 发 集 成 电 路 ， 它 是 取 代 TCA780 及 TCA780D 的 更 新 换 代 产 品 ， 其 引 脚 排 列 与 TCA780、 TCA780D 和 国 产 的 KJ785 完 全 相 同 ， 因 此 可 以 互 换 。 1.2 TCA785芯 片 引 脚 排 列 和 各 引 脚 的 功 能 及 用 法 TCA785 是 双 列 直 插 式 的 16 引 脚 大 规 模 集 成 电 路 。 它 的 引 脚 排 列 如 图 1.1 所 示 ， 实 物 图 如 图 1.2 所 示 图 1.1 TCA785 引 脚 排 列 图 各 引 脚 的 名 称 、 功 能 及 用 法 如 下 ： 引 脚 16（ VS） ： 电 源 端 。 使 用 中 直 接 接 用 户 为 该 集 成 电 路 工 作 提 供 的 工 作 电 源 正 端 。 引 脚 1（ OS） ： 接 地 端 。 应 用 中 与 直 流 电 源 VS、 同 步 电 压 VSYNC 及 移 相 控 制 信 号 V11 的 地 端 相 连 接 。 引 脚 4（ Q1） 和 2（ Q2） ： 输 出 脉 冲 1 与 2 的 非 端 。 该 两 端 可 输 出 宽 度 变 化 的 脉 冲 信 号 ， 其 相 位 互 差 180， 两 路 脉 冲 的 宽 度 均 受 非 脉 冲 宽 度 控 制 端 引 脚 13（ L） 的 控 制 。 它 们 的 高 电 平 最 高 幅 值 为 电 源 电 压 VS， 允 许 最 大 负 载 电 流 为 10mA。 若 该 两 端 输 出 脉 冲 在 系 统 不 用 时 ， 电 路 自 身 结 构 允 许 其 开 路 。 基 于 TCA785 芯 片 的 单 相 全 控 整 流 调 压 系 统 设 计 - 2 - 引 脚 14（ Q1） 和 15（ Q2） ： 输 出 脉 冲 1 和 2 端 。 该 两 端 也 可 输 出 宽 度 变 化 的 脉 冲 ， 相 位 同 样 互 差 180， 脉 冲 宽 度 受 它 们 的 脉 宽 控 制 引 脚 12（ C12） 的 控 制 。 两 路 脉 冲 输 出 高 电 平 的 最 高 幅 值 为 VS。 引 脚 13（ L） ： 非 输 出 脉 冲 宽 度 控 制 端 。 该 端 允 许 施 加 电 平 范 围 为 -0.5 VS， 当 该 端 接 地 时 ， Q1、 Q2 为 最 宽 脉 冲 输 出 ， 而 当 该 端 接 电 源 电 压 VS 时 ， Q1、 Q2 为 最 窄 脉 冲 输 出 。 引 脚 12（ C12） ： 输 出 Q1、 Q2 脉 宽 控 制 端 。 应 用 中 ， 通 过 一 电 容 接 地 ， 电 容 C12 的 电 容 范 围 为 150 4700pF， 当 C12 在 150 1000pF 范 围 内 变 化 时 ， Q1、 Q2 输 出 脉 冲 的 宽 度 也 在 变 化 ， 该 两 端 输 出 窄 脉 冲 的 最 窄 宽 度 为 100 s， 而 输 出 宽 脉 冲 的 最 宽 宽 度 为 2000 s。 引 脚 11（ V11） ： 输 出 脉 冲 Q1、 Q2 或 Q1、 Q2 移 相 控 制 直 流 电 压 输 入 端 。 应 用 中 ， 通 过 输 入 电 阻 接 用 户 控 制 电 路 输 出 ， 当 TCA785 工 作 于 50Hz， 且 自 身 工 作 电 源 电 压 Vs 为 15V 时 ， 则 该 电 阻 的 典 型 值 为 15k， 移 相 控 制 电 压 V11 的 有 效 范 围 为 0.2V Vs-2V， 当 其 在 此 范 围 内 连 续 变 化 时 ， 输 出 脉 冲 Q1、 Q2 及 Q1、 Q2 的 相 位 便 在 整 个 移 相 范 围 内 变 化 。 引 脚 10（ C10） ： 外 接 锯 齿 波 电 容 连 接 端 。 C10 的 使 用 范 围 为 500pF 1 F。 该 电 容 的 最 小 充 电 电 流 为 10 A。 最 大 充 电 电 流 为 1mA， 它 的 大 小 受 连 接 于 引 脚 9 的 电 阻 R9 控 制 ， C11 两 端 锯 齿 波 的 最 高 峰 值 为 VS-2V， 其 典 型 后 沿 下 降 时 间 为 80 s。 引 脚 9（ R9） ： 锯 齿 波 电 阻 连 接 端 。 该 端 的 电 阻 R9 决 定 着 C10 的 充 电 电 流 。 引 脚 8（ VREF） ： TCA785 自 身 输 出 的 高 稳 定 基 准 电 压 端 。 负 载 能 力 为 驱 动 10 块 CMOS 集 成 电 路 ， 随 着 TCA785 应 用 的 工 作 电 源 电 压 VS 及 其 输 出 脉 冲 频 率 的 不 同 ， VREF 的 变 化 范 围 为 2.8 3.4V， 当 TCA785 应 用 的 工 作 电 源 电 压 为 15V， 输 出 脉 冲 频 率 为 50Hz 时 ， VREF 的 典 型 值 为 3.1V， 如 用 户 电 路 中 不 需 要 应 用 VREF， 则 该 端 可 以 开 路 。 引 脚 7（ QZ） 和 3（ QV） ： TCA785 输 出 的 两 个 逻 辑 脉 冲 信 号 端 。 其 高 电 平 脉 冲 幅 值 最 大 为 VS-2V， 高 电 平 最 大 负 载 能 力 为 10mA。 QZ 为 窄 脉 冲 信 号 ， 它 的 频 率 为 输 出 脉 冲 Q2 与 Q1 或 Q1 与 Q2 两 倍 ， 是 Q1 与 Q2 或 Q1 与 Q2 的 或 信 号 ， QV 为 宽 脉 冲 信 号 ， 它 的 宽 度 为 移 相 控 制 角 +180， 它 与 Q1、 Q2 或 Q1、 Q2 同 步 ， 频 率 与 Q1、 Q2 或 Q1、 Q2 相 同 ， 该 两 逻 辑 脉 冲 信 号 可 用 来 提 供 给 用 户 的 控 制 电 路 作 为 同 步 信 号 或 其 它 用 途 的 信 号 ， 不 用 时 可 开 路 。 引 脚 6（ I） ： 脉 冲 信 号 禁 止 端 。 该 端 的 作 用 是 封 锁 Q1、 Q2 及 Q1、 Q2 的 输 出 脉 冲 ， 该 端 通 常 通 过 阻 值 10K 的 电 阻 接 地 或 接 正 电 源 ， 允 许 施 加 的 电 压 范 围 为 -0.5V VS， 当 该 端 通 过 电 阻 接 地 ， 且 该 端 电 压 低 于 2.5V 时 ， 则 封 锁 功 能 起 作 用 ， 输 出 脉 冲 被 封 锁 。 而 该 端 通 过 电 阻 接 正 电 源 ， 且 该 端 电 压 高 于 4V 时 ， 则 封 锁 功 能 不 起 作 用 。 该 端 允 许 低 电 平 最 大 灌 电 流 为 0.2mA， 高 电 平 最 大 拉 电 流 为 0.8mA。 引 脚 5（ VSYNC） ： 同 步 电 压 输 入 端 。 应 用 中 需 对 地 端 接 两 个 正 反 向 并 联 的 限 幅 二 极 管 ， 该 端 吸 取 的 电 流 为 20 200 A， 随 着 该 端 与 同 步 电 源 之 间 所 接 的 电 阻 阻 值 的 不 同 ， 同 步 电 压 可 以 取 不 同 的 值 ， 当 所 接 电 阻 为 200K 时 ， 同 步 电 压 可 直 接 取 220V。 1.3 基 本 设 计 特 点 和 极 限 参 数 1.3.1 主 要 设 计 特 点 TCA785 的 基 本 设 计 特 点 有 ： 能 可 靠 地 对 同 步 交 流 电 源 的 过 零 点 进 行 识 别 ， 因 而 可 方 便 地 用 吉 林 化 工 学 院 信 息 与 控 制 工 程 学 院 专 业 综 合 设 计 说 明 书 - 3 - 作 过 零 触 发 而 构 成 零 点 开 关 ； 它 具 有 宽 的 应 用 范 围 ， 可 用 来 触 发 普 通 晶 闸 管 、 快 速 晶 闸 管 、 双向 晶 闸 管 及 作 为 功 率 晶 体 管 的 控 制 脉 冲 ， 故 可 用 于 由 这 些 电 力 电 子 器 件 组 成 的 单 管 斩 波 、 单 相 半 波 、 半 控 桥 、 全 控 桥 或 三 相 半 控 、 全 控 整 流 电 路 及 单 相 或 三 相 逆 变 系 统 或 其 它 拓 扑 结 构 电 路 的变 流 系 统 ； 它 的 输 入 、 输 出 与 CMOS 及 TTL 电 平 兼 容 ， 具 有 较 宽 的 应 用 电 压 范 围 和 较 大 的 负 载 驱 动 能 力 ， 每 路 可 直 接 输 出 250mA 的 驱 动 电 流 ； 其 电 路 结 构 决 定 了 自 身 锯 齿 波 电 压 的 范 围 较 宽 ， 对 环 境 温 度 的 适 应 性 较 强 ， 可 用 于 较 宽 的 环 境 温 度 范 围 （ -25 +85 ） 和 工 作 电 源 电 压 范 围 （ - 0.5 +18V） 。 1.3.2主 要 参 数 （ 1） 输 出 两 路 相 位 差 180的 移 相 触 发 脉 冲 ； （ 2） 触 发 脉 冲 可 在 0 180之 间 任 意 移 动 ； （ 3） 电 源 电 压 ： 直 流 8 18V； （ 4） 交 流 同 步 电 压 ： 任 意 值 ； （ 5） 同 步 输 入 电 流 ： 500A； （ 6） 移 相 范 围 ： 0 180； （ 7） 锯 齿 波 幅 度 ： 10V； （ 8） 输 出 脉 冲 :宽 度 ： 30s 180-,幅 度 ： 12V； （ 9） 工 作 频 率 ： 10 500Hz； （ 10） 工 作 温 度 ： 25 +85； （ 11） 封 装 ： DIP- 16。 基 于 TCA785 芯 片 的 单 相 全 控 整 流 调 压 系 统 设 计 - 4 - 第 2章 MSP430F169单 片 机 简 介 2.1 MSP430F169单 片 机 的 概 述 MSP430F169 是 TI 公 司 进 入 中 国 市 场 的 MSP430F 系 列 单 片 机 中 功 能 最 强 的 芯 片 。 具 有 60K 程 序 存 储 区 、 2K 的 数 据 存 储 区 、 8 路 快 速 12 位 A/D 转 换 器 、 双 路 12 位 D/A 转 换 器 ， 两 个 通 用 连 续 同 步 /异 步 通 信 接 口 (USART)、 I2C 、 DMA 数 据 传 送 模 块 和 48 个 I/O 口 等 外 围 模 块 。 结 构 框 图 如 图 2-1 所 示 。 在 波 形 发 生 器 设 计 中 使 用 两 路 DAC 通 道 产 生 任 意 波 形 。 在 使 用 高 速 时 钟 和 端 口 时 要 根 据 需 要 将 其 初 始 化 。 图 2-1 MSP430F169 芯 片 的 结 构 框 图 2.2 MSP430F169特 点 2.2.1MSP430F169单 片 机 结 构 特 点 结 构 特 点 如 下 ： 1 16 位 CPU 通 过 总 线 连 接 到 存 储 器 和 外 围 模 块 。 2 直 接 嵌 入 仿 真 处 理 ， 具 有 JTAG 接 口 。 MSP430F169 系 列 单 片 机 包 含 以 下 主 要 功 能 部 件 ： 1 CPU： MSP430 系 列 单 片 机 的 CPU 和 通 用 微 处 理 器 基 本 相 同 ， 只 是 在 设 计 上 采 用 了 面 向 控 制 的 结 构 和 指 令 系 统 。 具 有 较 高 的 执 行 速 度 和 效 率 ， 增 强 了 MSP430 系 列 单 片 机 的 实 时 处 理 能 力 。 吉 林 化 工 学 院 信 息 与 控 制 工 程 学 院 专 业 综 合 设 计 说 明 书 - 5 - 功 能 ： （ 1） 内 部 ： 执 行 指 令 译 码 、 数 据 处 理 ； （ 2） 外 部 ： 通 过 三 总 线 （ 地 址 总 线 、 数 据 总 线 和 命 令 总 线 ） 控 制 片 内 所 含 外 设 模 块 。 2 存 储 器 ： 存 储 程 序 、 数 据 以 及 外 围 模 块 的 运 行 控 制 信 息 。 分 为 程 序 存 储 器 和 数 据 存 储 器 。 MSP430F169 的 F 是 指 该 单 片 机 采 用 FLASH 型 程 序 存 储 器 。 2.2.2低 功 耗 特 点 MSP430 有 5 种 省 电 工 作 模 式 ， MSP430 各 工 作 模 式 耗 电 情 况 如 图 2-2 所 示 。 图 2-2 各 工 作 模 式 耗 电 情 况 图 图 图 2-3 缩 短 活 动 时 间 减 小 功 耗 示 意 图 在 通 常 情 况 下 ， 根 据 需 要 使 用 软 件 将 CPU 设 定 到 某 一 种 低 功 耗 工 作 模 式 下 ， 在 需 要 时 使 用 中 断 将 CPU 从 休 眠 状 态 中 唤 醒 ， 完 成 工 作 之 后 又 可 以 进 入 相 应 的 休 眠 状 态 ， 用 缩 短 活 动 时 间 的 方 法 进 一 步 减 小 MSP430 的 功 耗 ， 示 意 图 如 图 2-3 所 示 。 2.2.3PIO端 口 PIO 端 口 是 并 行 输 入 输 出 端 口 ， 8 位 。 MSP430F169 单 片 机 PIO 端 口 特 点 ： 1 类 型 丰 富 ： P1， P2， P3， P4， P5， P6， S 和 COM。 2 功 能 丰 富 ： I/O， 中 断 能 力 ， 其 它 片 内 外 设 功 能 ， 驱 动 液 晶 。 3 寄 存 器 丰 富 ： P1 与 P2 各 有 7 个 寄 存 器 ， P3、 P4、 P5、 P6 有 四 个 寄 存 器 。 具 有 中 断 功 能 的 数 据 输 入 、 输 出 端 口 P1 和 P2 各 寄 存 器 符 号 和 功 能 如 下 所 述 （ 以 P1 口 为 例 ） ： (1)P1IN： 输 入 寄 存 器 ； (2)P1OUT： 输 出 寄 存 器 ； (3)P1DIR： 方 向 选 择 寄 存 器 ， 为 1 位 输 出 ， 为 0 位 输 入 ； (4)P1IFG： 中 断 标 志 寄 存 器 ； (5)P1IES： 中 断 触 发 沿 选 择 寄 存 器 ； (6)P1IE： 中 断 使 能 寄 存 器 ； (7)P1SEL： 功 能 选 择 寄 存 器 。 没 有 中 断 功 能 的 数 据 输 入 、 输 出 端 口 P3、 P4、 P5 和 P6 各 寄 存 器 符 号 和 功 能 如 下 所 述 （ 以 P3 口 为 例 ） ： (1)P3IN： 输 入 寄 存 器 ； (2)P3OUT： 输 出 寄 存 器 ； (3)P3DIR： 方 向 选 择 寄 存 器 ； (4)P3SEL： 功 能 选 择 寄 存 器 。 基 于 TCA785 芯 片 的 单 相 全 控 整 流 调 压 系 统 设 计 - 6 - 2.3 MSP430F169单 片 机 定 时 器 A的 使 用 MSP430F169 芯 片 中 含 有 TimerA3 模 块 。 其 常 用 的 外 引 线 有 三 条 ： TACLK、 TA1 和 TA2。 1 TACLK： 定 时 器 _A 输 入 时 钟 （ 48 脚 ） ， 与 P1.6 和 ACLK 输 出 共 用 同 一 引 脚 。 2 TA1： 定 时 器 _A 的 第 一 通 道 输 入 、 输 出 引 脚 （ 51 脚 ） 。 捕 获 方 式 ： CCI1A 输 入 ； 比 较 方 式 ： OUT1 输 出 。 3 TA2： 定 时 器 _A 的 第 二 通 道 输 入 、 输 出 引 脚 （ 45 脚 ） 。 捕 获 方 式 ： CCI2A 输 入 ； 比 较 方 式 ： OUT2 输 出 。 2.3.1定 时 器 A功 能 及 结 构 定 时 器 A 基 本 结 构 是 一 个 十 六 位 计 数 器 ， 由 时 钟 信 号 驱 动 工 作 ， 结 构 框 图 如 图 2-4 所 示 。 图 2-4 定 时 器 A 结 构 图 定 时 器 A 具 有 多 种 功 能 ， 其 特 性 如 下 ： 1 输 入 时 钟 可 以 有 三 种 选 择 ， 可 以 是 慢 时 钟 （ ACLK） 、 快 时 钟 （ SMCLK 与 单 片 机 主 时 钟 同 频 ） 和 外 部 时 钟 。 2 能 产 生 的 定 时 中 断 、 定 时 脉 冲 和 PWM（ 脉 宽 调 制 ） 信 号 ， 没 有 软 件 带 来 的 误 差 。 3 不 仅 能 捕 获 外 部 事 件 发 生 的 时 间 ， 还 可 选 择 触 发 脉 冲 沿 （ 由 上 升 沿 或 下 降 沿 触 发 ） 。 定 时 器 A 功 能 模 块 主 要 包 括 ： 1 计 数 器 部 分 ： 输 入 的 时 钟 源 具 有 4 种 选 择 ， 所 选 定 的 时 钟 源 又 可 以 1、 2、 4 或 8 分 频 作 为 吉 林 化 工 学 院 信 息 与 控 制 工 程 学 院 专 业 综 合 设 计 说 明 书 - 7 - 计 数 频 率 ， Timer_A 可 以 通 过 选 择 4 种 工 作 模 式 灵 活 的 完 成 定 时 /计 数 功 能 。 2 捕 获 /比 较 器 ： 用 于 捕 获 事 件 发 生 的 时 间 或 产 生 时 间 间 隔 ， 捕 获 比 较 功 能 的 引 入 主 要 是 为 了 提 高 I/O 端 口 处 理 事 务 的 能 力 和 速 度 。 不 同 的 MSP430 单 片 机 ， Timer_A 模 块 中 所 含 有 的 捕 获 / 比 较 器 的 数 量 不 一 样 ， 每 个 捕 获 /比 较 器 的 结 构 完 全 相 同 ， 输 入 和 输 出 都 取 决 于 各 自 所 带 控 制 寄 存 器 的 控 制 字 ， 捕 获 /比 较 器 相 互 之 间 完 全 独 立 工 作 。 3 输 出 单 元 ： 具 有 可 选 的 8 种 输 出 模 式 ， 用 于 产 生 用 户 需 要 的 输 出 信 号 ， 支 持 PWM 输 出 。 2.3.2定 时 器 工 作 方 式 1 停 止 模 式 ： 停 止 模 式 用 于 定 时 器 暂 停 ， 并 不 发 生 复 位 ， 所 有 寄 存 器 现 行 的 内 容 在 停 止 模 式 结 束 后 都 可 用 。 当 定 时 器 暂 停 后 重 新 计 数 时 ， 计 数 器 将 从 暂 停 时 的 值 开 始 以 暂 停 前 的 计 数 方 向 计 数 。 例 如 ， 停 止 模 式 前 ， Timer_A 工 作 于 增 /减 计 数 模 式 并 且 处 于 下 降 计 数 方 向 ， 停 止 模 式 后 ， Timer_仍 然 工 作 于 增 /减 计 数 模 式 ， 从 暂 停 前 的 状 态 开 始 继 续 沿 着 下 降 方 向 开 始 计 数 。 如 果 不 需 这 样 ， 则 可 通 过 TACTL 中 的 CLR 控 制 位 来 清 除 定 时 器 的 方 向 记 忆 特 性 。 2 增 计 数 模 式 ： 捕 获 /比 较 寄 存 器 CCR0 用 作 Timer_A 增 计 数 模 式 的 周 期 寄 存 器 ， 因 为 CCR0 为 16 位 寄 存 器 ， 所 以 该 模 式 适 用 于 定 时 周 期 小 于 65536 的 连 续 计 数 情 况 。 计 数 器 TAR 可 以 增 计 数 到 CCR0 的 值 ， 当 计 数 值 与 CCR0 的 值 相 等 (或 定 时 器 值 大 于 CCR0 的 值 )时 ， 定 时 器 复 位 并 从 0 开 始 重 新 计 数 。 增 计 数 模 式 的 计 数 过 程 如 图 2-5 所 示 。 通 过 改 变 CCR0 值 ， 可 重 置 计 数 周 期 。 图 2-5 增 计 数 模 式 示 意 图 3 连 续 计 数 模 式 ： 在 需 要 65536 个 时 钟 周 期 的 定 时 应 用 场 合 常 用 连 续 计 数 模 式 。 定 时 器 从 当 前 值 计 数 到 单 增 到 0FFFFH 后 ， 又 从 0 开 始 重 新 计 数 如 图 2-6 所 示 。 图 2-6 连 续 计 数 模 式 4 增 /减 计 数 模 式 ： 需 要 对 称 波 形 的 情 况 经 常 可 以 使 用 增 /减 计 数 模 式 ， 该 模 式 下 ， 定 时 器 先 增 计 数 到 CCR0 的 值 ， 然 后 反 向 减 计 数 到 0。 计 数 周 期 仍 由 CCR0 定 义 ， 它 是 CCR0 计 数 器 数 值 的 2 倍 。 计 数 器 的 计 数 过 程 如 图 2-7 所 示 。 基 于 TCA785 芯 片 的 单 相 全 控 整 流 调 压 系 统 设 计 - 8 - 图 2-7 增 /减 计 数 模 式 2.4 A/D转 换 器 的 使 用 2.4.1A/D转 换 器 概 述 将 连 续 变 化 的 模 拟 信 号 转 变 为 计 算 机 能 进 行 处 理 数 字 信 号 的 电 路 称 为 A/D 转 换 电 路 ， 大 量 使 用 在 测 量 （ 万 用 表 ） 和 计 算 机 构 成 的 控 制 系 统 中 。 为 了 提 高 精 度 、 降 低 成 本 将 A/D 转 换 电 路 集 成 到 一 个 芯 片 中 ， 称 为 A/D 转 换 芯 片 。 1 A/D 转 换 芯 片 根 据 转 换 原 理 分 类 (1)1 积 分 型 ； (2)逐 次 比 较 型 ； (3)并 行 比 较 型 ； (4)并 行 比 较 型 /串 并 行 比 较 型 ； (5)- 调 制 型 等 。 2 分 辨 率 和 测 量 值 (1)分 辨 率 ： 数 字 量 变 化 一 个 最 小 量 时 模 拟 信 号 的 变 化 量 ， 定 义 为 量 程 与 2n 的 比 值 。 分 辨 率 又 称 精 度 ， 通 常 以 数 字 信 号 的 位 数 来 表 示 。 例 ： 量 程 0-2.5V 的 A/D 转 换 器 ， 转 换 后 的 数 字 量 是 12 位 二 进 制 数 ， 分 辨 率 为 ： 2.5/212=2.5/4096（ V） =0.61mV （ 2-1） 量 程 通 常 由 A/D 转 换 器 选 用 的 参 考 电 压 确 定 ， MSP430F449 的 A/D 参 考 电 压 可 选 Vcc 或 内 部 设 定 的 2.5V 参 考 电 源 。 (2)测 量 值 ： 测 量 值 =分 辨 率 转 换 数 值 例 ： 12 位 A/D 转 换 器 选 用 2.5V 参 考 电 源 ， 转 换 后 得 到 数 据 为 N， 对 应 的 输 入 模 拟 电 压 Vx 为 ： Nx4096.5.12 （ 2-2） 2.4.2 MSP430F169的 A/D转 换 模 块 ADC12特 点 及 使 用 1 转 换 器 特 点 MSP430F169 单 片 机 内 部 集 成 了 8 通 道 12 位 的 A/D 转 换 器 。 通 过 读 取 A/D 转 换 器 寄 存 器 得 到 转 换 结 果 。 MSP430F169 A/D 转 换 的 主 要 特 点 ： 采 样 速 度 快 ， 最 高 可 达 200ksps； 12 位 的 转 换 精 度 ， 1 位 非 线 性 微 分 误 差 ， 1 位 非 线 性 积 分 误 差 。 2 转 换 器 使 用 吉 林 化 工 学 院 信 息 与 控 制 工 程 学 院 专 业 综 合 设 计 说 明 书 - 9 - 进 行 A/D 转 换 通 常 需 要 设 置 的 内 容 有 ： 转 换 通 道 、 采 样 保 持 、 参 考 电 压 、 转 换 时 钟 、 转 换 模 式 、 结 果 缓 存 。 基 于 TCA785 芯 片 的 单 相 全 控 整 流 调 压 系 统 设 计 - 10 - 第 3章 LCM12864点 阵 显 示 器 3.1LCM12864点 阵 显 示 器 概 述 带 中 文 字 库 的 128X64 是 一 种 具 有 4 位 /8 位 并 行 、 2 线 或 3 线 串 行 多 种 接 口 方 式 ， 内 部 含 有 国 标 一 级 、 二 级 简 体 中 文 字 库 的 点 阵 图 形 液 晶 显 示 模 块 ； 其 显 示 分 辨 率 为 12864, 内 置 8192 个 16*16 点 汉 字 ， 和 128 个 16*8 点 ASCII 字 符 集 .利 用 该 模 块 灵 活 的 接 口 方 式 和 简 单 、 方 便 的 操 作 指 令 ， 可 构 成 全 中 文 人 机 交 互 图 形 界 面 。 可 以 显 示 84 行 1616 点 阵 的 汉 字 . 也 可 完 成 图 形 显 示 . 低 电 压 低 功 耗 是 其 又 一 显 著 特 点 。 由 该 模 块 构 成 的 液 晶 显 示 方 案 与 同 类 型 的 图 形 点 阵 液 晶 显 示 模 块 相 比 ， 不 论 硬 件 电 路 结 构 或 显 示 程 序 都 要 简 洁 得 多 ， 且 该 模 块 的 价 格 也 略 低 于 相 同 点 阵 的 图 形 液 晶 模 块 。 3.2LCM12864点 阵 显 示 器 基 本 特 性 1 低 电 源 电 压 （ VDD:+3.0-+5.5V） 2 显 示 分 辨 率 :12864 点 3 内 置 汉 字 字 库 ， 提 供 8192 个 1616 点 阵 汉 字 (简 繁 体 可 选 ) 4 内 置 128 个 168 点 阵 字 符 5 MHZ 时 钟 频 率 6 显 示 方 式 ： STN、 半 透 、 正 显 7 驱 动 方 式 ： 1/32DUTY， 1/5BIAS 8 视 角 方 向 ： 6 点 9 背 光 方 式 ： 侧 部 高 亮 白 色 LED， 功 耗 仅 为 普 通 LED 的 1/51/10 10 通 讯 方 式 ： 串 行 、 并 口 可 选 11 内 置 DC-DC 转 换 电 路 ， 无 需 外 加 负 压 12 无 需 片 选 信 号 ， 简 化 软 件 设 计 13 工 作 温 度 : 0 - +55 ,存 储 温 度 : -20 - +60 3.3 LCM12864点 阵 显 示 器 应 用 举 例 1 使 用 前 的 准 备 :先 给 模 块 加 上 工 作 电 压 ， 再 按 照 下 图 的 连 接 方 法 调 节 LCD 的 对 比 度 ， 使 其 显 示 出 黑 色 的 底 影 。 此 过 程 亦 可 以 初 步 检 测 LCD 有 无 缺 段 现 象 。 2 字 符 显 示 :带 中 文 字 库 的 128X64-0402B 每 屏 可 显 示 4 行 8 列 共 32 个 1616 点 阵 的 汉 字 ， 每 个 显 示 RAM 可 显 示 1 个 中 文 字 符 或 2 个 168 点 阵 全 高 ASCII 码 字 符 ， 即 每 屏 最 多 可 实 现 32 个 中 文 字 符 或 64 个 ASCII 码 字 符 的 显 示 。 带 中 文 字 库 的 128X64-0402B 内 部 提 供 1282 字 节 的 字 符 显 示 RAM 缓 冲 区 （ DDRAM） 。 字 符 显 示 是 通 过 将 字 符 显 示 编 码 写 入 该 字 符 显 示 RAM 实 现 的 。 根 据 写 入 内 容 的 不 同 ， 可 分 别 在 液 晶 屏 上 显 示 CGROM（ 中 文 字 库 ） 、 HCGROM（ ASCII 码 字 库 ） 及 CGRAM（ 自 定 义 字 形 ） 的 内 容 。 三 种 不 同 字 符 /字 型 的 选 择 编 码 范 围 为 ： 0000 0006H（ 其 代 码 分 别 是 0000、 0002、 0004、 0006 共 4 个 ） 显 示 自 定 义 字 型 ， 02H 7FH 显 示 半 宽 ASCII 码 字 符 ， 吉 林 化 工 学 院 信 息 与 控 制 工 程 学 院 专 业 综 合 设 计 说 明 书 - 11 - A1A0H F7FFH 显 示 8192 种 GB2312 中 文 字 库 字 形 。 字 符 显 示 RAM 在 液 晶 模 块 中 的 地 址 80H 9FH。 字 符 显 示 的 RAM 的 地 址 与 32 个 字 符 显 示 区 域 有 着 一 一 对 应 的 关 系 ， 3 图 形 显 示 先 设 垂 直 地 址 再 设 水 平 地 址 (连 续 写 入 两 个 字 节 的 资 料 来 完 成 垂 直 与 水 平 的 坐 标 地 址 ) 垂 直 地 址 范 围 AC5.AC0 水 平 地 址 范 围 AC3AC0 绘 图 RAM 的 地 址 计 数 器 （ AC） 只 会 对