多功能数字万用表

1、多功能数字万用表设计与制作 电信10-1BF第三组1、摘要 随着科技的日新月异，电子产品发展也非常之快，在电子电路测试、家用电气设备的维修、电子仪器检修、电子元器件测量中，万用表是最普及、最常用的的测量仪表。221由于它操作简单、功能齐全、便于携带、一表多用等特点，深受电工、电子专业工作者及广大无线电爱好者的喜爱。事实证明，万用表不仅能检测电工、电子元器件的性能优劣，查找电子、电气线路的故障，估测某些电气参数，有时还能代替专业测试仪器，获得比较准确的结果，基本上可以满足电工、电子专业人员和业余无线电爱好者的需要。因此，推广万用表的应用技术，实现一表多用，既符合节约精神，又可以在一定程度上克服专

2、用仪器的困难。多功能数字万用表是在电子方面的学习、开发以及生产方面应用相当广发的一种仪器工具，整机电路设计以大规模的集成模拟和数字电路组合，采用MSP430为核心，高精度的运算放大器，低功耗高效率的开端电源转换器，全电子调校技术赋予仪表高可靠性，高精度。仪表可用于测量交直流电压、交直流电流、电阻、二极管、电路通断、电容、频率，RS232C接口技术的应用使其和计算机构成可靠多种的双向通讯。仪表采用独特的外观设计，采用12864液晶显示器，仪表采用9V可充电PPP3电池供电使之成为性能更优越的高精度电工仪表。目录1摘要22 项目概述与功能需求53 项目论证63.1 总体方案论证63.1.1 设计目

3、标63.1.2 总体设计方案43.2 小模块方案设计9 3.3 项目设计124 项目设计124.1 系统硬件设计124.1.1 测直流电流模块124.1.2 测直流电压模块144.3.3 侧交流电压模块164.1.4测电阻模块174.1.5 测电容模块184.1.6 蜂鸣器二极管模块204.1.7 液晶显示模块224.1.8 电源设计模块254.2 接口设计244.2.1 外部接口244.2.2 内部接口244.3 运行设计264.4 系统软件设计264.4.1 主程序设计流程图264.4.2 详细设计与编码284.4.3 引脚说明294.4.4 软件系统与其他系统的关系304.4.5 各函数

4、模块分析305产品调试与包装475.1 调试475.2 系统数据测试495.3 测试结果分析526 项目小结527 致谢538 参考文献549 附录55 附录1 原理图55 附录2 PCB图56 附录3 器件清单57 附录4 整机实物图60 附录5 小组成员信息63 附录6 过程监控文档64 附录6.1 会议记录64 附录6.2 工作日志81 附录6.3 队员总结心得103 附录6.4 小组管理110 多功能数字万用表的设计与制作2 项目概述与功能需求1、项目设计具体内容：基本要求有以下几点（1）测量分辨率高； （2）测量范围宽；（3）输入阻抗高； （4）集成度高，微功耗；

5、 （5）保护功能完善，抗干扰能力强；（6）具备全程保护功能；（7）线路通断测试时有蜂鸣器提示；2、性能指标测量项目量程分辨率准确度输入电阻过载保护DCV200mv100uv+(0.5%RDG+1字)100M 300V有效值2v1mv1000V，DC或AC峰值20v10mv200v100mv1000v1v+(0.8%RDG+2字)ACV2v1mv+(0.8%RDG+3字)100M 750V有效值或1000V峰值的连续交流电压20v10mv200v100mv700v1v+(1.2%RDG+3字)DCA2mA1uA+(0.8%RDG+1字)0.2A/250V熔丝管20mA10uA200mA

6、100uA+(1.2%RDG+1字)10A100mA+(2%RDG+5字)未加保护R200 0.1 +(0.8%RDG+3字)250V，DC或AC有效值2K 1+(0.8%RDG+1字)20K 10200K 1002M 1K20M 10K+(1%RDG+2字)200M 100K+(5%RDG-10字)C2000pF1pF+(2.5%RDG+3字)20nF10pF200nF100pF2uF1nF20uF10nF二极管显示近似二极管正向压降；电阻小于70±20时，蜂鸣器发声。 表1 性能指标表3 项目论证3.1 总体方案论证3.1.1 设计目标题目要求制作多功能数字万用表，我们团队计划在

7、性能高、精度高、功耗低、设计简洁明了以及环保的基础上，实现测量交直流电压、交直流电流、电阻、二极管、电路通断、电容、频率，RS232C接口技术的应用使其和计算机构成可靠多种的双向通讯等功能。3.1.2 总体设计方案1） 总体设计： 方案一，AT89s5x 熟悉的8位单片机，速度慢，功耗一般，不带ADC 适用于简单的应用。方案二，STM32 32位，运算速度更快，资源丰富，功能强大，但用在此应用显得冗余。 方案三，MSP430 16位，速度快，自带ADC，最主要的是超低功耗低，适用于电池供电应用。方案比较，综合方案一二三，再根据所有求达到的指标，超低功耗可以看到MSP430的优势所在，运行模式：

8、230A（在 1MHz 频率和 2.2V 电压条件下）待机模式：0.5A，关闭模式（RAM 保持）：0.1A，5 种节能模式，可在不到 1s 的时间里超快速地从待机模式唤醒，16 位精简指令集 (RISC) 架构，62.5ns 指令周期时间，基本时钟模块配置，具有四种校准频率并高达 16MHz 的内部频率，内部超低功耗低频 (LF) 振荡器，32kHz 晶振，外部数字时钟源，两个 16 位 Timer_A，分别具有三个捕获/比较寄存器，多达 24 个支持触摸感测的 I/O 引脚，通用串行通信接口 (USCI)，支持自动波特率检测的增强型通用异步收发器 (UART)，同步 SPI，用于模拟信号比

9、较功能或者斜率模数 (A/D) 转换的片载比较器，带有内部基准、采样与保持以及自动扫描功能的 10 位 200ksps 模数 (A/D) 转换器，我们是采用电池供电，430里面自带AD，方便因此MSP430是我们的最终选择。我们主要工作是通过单片机的控制将各模块的输入信号按照预定的算法进行运算后从而在我们采用的LCD12864液晶上显示，显示内容为正在进行的测量模块提示字符以及测量的实时结果。原理是以单片机MSP430G2553作为核心，采用了其内部的16位定时/计数器以及分频控制和液晶显示器共同实现对被测信号的频率进行测量，将各个功能模块分成小模块实现，通过控制单片机MSP430G2553将

10、各个模块联系起来，最终通过AD将其在液晶上显示出来。总流程图如图：图1 总原理图 在单片机应用系统中，经常要对一个连续的脉冲波频率进行测量，使用单片机测量频率通常是利用它的定时/计数器来完成的，测量的基本方法和原理有以下两种。 测频法：在限定的时间内（如1s）检测脉冲的个数。 测周法：测试限定的脉冲个数之间的时间。这两种方法尽管原理相同，但在实际使用时，需要根据待测频率的范围、系统的时钟周期、计数器长度，以及所要求的测量精度等因素进行全面、具体地考虑，寻找和设计出适合具体要求的测量方法。 1、在具体频率的测量中，需要考虑和注意的因素有以下几点： 系统的时钟。首先测量频率的系统时钟本身精度要高，

11、因为不管是限定测量时间，还是测量限定脉冲个数的周期，其基本的时间基准是系统本身时钟产生的。其次是系统时钟的频率值，因为系统时钟频率越高，能够实现频率测量的精度也越高。由于受平台的限制本设计测频使用内部DCO和外部时钟振荡配合使用。 所使用的定时/计数器的位数。测量频率要使用定时/计数器，定时/计数器的位数越多，可以产生的限定时间越长，或在限定时间里记录的脉冲个数越多，故也提高了频率测量的精度。因此，本设计采用的是MSP430G2553内部的16位定时器的捕获功能进行测频。2、档位设定思路如下档位测量范围 时钟源 分频分辨率 00.1Hz409.6Hz ACLK/8不分频约0.1Hz 1409.

12、6Hz128KHz SMCLK不分频约1Hz 2128KHz40MHz SMCLK256分频约10Hz表2 档位设定表注：ACLK/8=32.768Khz=4096Hz 采用MSP430外部32.768晶振 SMCLK=8MHz 采用MSP430内部DCO振荡器该频率计最终可以实现对0.1Hz40MHz信号的测量，并把测量值显示出来，误差随频段的不同而不同，低频段误差小，高频段误差大。 简单来说本系统以MSP430为核心，用来协调各个模块以及其动能的实现，需要实现相关模块的芯片，例如电源的LM2576，测电阻的555计时器等等，以及各种电子元件。 3.2小模块方案设计： 1.测直流电压部分：

13、方案一，采用芯片NE5532，一种双运放高性能低噪声运算放大器，通过放大信号输出所需信号。 方案二，采用芯片TLV2472，也是一种运算放大器，通过放大信号输出所需信号。 方案比较：芯片NE5532需要双电源供电，总设计中受9V电池供电限制，9V变为正负5V，功耗会很大，芯片TLV2472是一种高性能低噪声运算放大器，所以采用方案二。原理流程如图：图2 测直流电压流程方框图 2.测直流电流部分： 测直流电流的原理跟测直流电压原理相似，都是通过运放，放大所需型号，再输出信号，所采用的芯片一样方案也是跟测直流电压的一样，所以也是采用芯片TLV2472为核心。原理流程如图： 图3 测直流电流流程方框

14、图 3.测交流电压部分： 方案选择，所采用的芯片跟测直流电压和电流的一样，根据模块的统一所以也采用芯片TLV2472，输入信号经过分压整流再通过芯片，经单片机出去。原理流程如图： 图4 测交流电压流程方框图 4. 测电阻、电容部分： 方案选择，是通过RC震荡电路测量电容，通过频率计算出电阻，通过示波器观察频率计算出电阻，所以采用555定时器，方便性能高，原理流程如图： 图5 测电阻、电容流程方框图 5.电源部分： 电源要求采用9V电池供电，所以只能通过开关电路或是稳压电路将9V转为相应需要的工作电压5V和3.3V。 方案一，采用LM2736芯片将9V电压稳压到5V，再将5V电压稳压到3.3V。

15、 方案二，采用LM2576芯片通过开关电路将将9V电压转到5V，再通过 LM2576芯片通过开关电路将将9V电压转到3.3V。 方案比较，方案一功耗大，转化效率比方案二低，噪声也较方案二的要大，由于方案二LM2576有几种型号，其电路已经集合在其内部，只要简单的外围滤噪声已经稳压的保护电路，并且不同型号的外围电路可以一样，LM2736T-5.0可以直接将9V转化为5V，LM2736T-3.3可以直接将9V转化为3.3V，所以采用方案二来设计制作电源部分。 3.3 系统组成本系统以MSP430G2553作为核心，分电源，测电阻，测电容，测直流电压，测交流电压，测直流电流，测二极管等几个小模块，主

16、要工作是通过单片机的控制将各模块的输入信号按照预定的算法进行运算后从而在我们采用的LCD12864液晶上显示，显示内容为正在进行的测量模块提示字符以及测量的实时结果。功能方框图如图所示：图6 系统方框图4 项目设计4.1 系统模块设计4.1.1 测直流电流模块1、 原理分析 原理，计算公式，分析: 增益A=V2/V1, 误差=| Vo-Vi*A | / (Vi*A); 其中，为了减小误差，让输入端直接输入5脚，遂去掉了R222电阻，但实际测试中，由于导线内阻等的影响，输入端和5脚的值仍存在出入。另外，由于粗心，将4脚的-5V电源接成了+5V的电源，在PCB板上，采用划断铜线，在电阻R216的另

17、一端用导线直接接入-5V的电源进行了修正。其次：此模版本为测试直流电流，实际测试时仍为测试输入和输出端的电压，但无本质区别。理由如下：根据电路原理，在输出端用万用表（由于示波器有故障，遂均采用万用表进行测试）测出输出值，根据公式：Vo / V6 = (R225+R227) / R227,可计算出6脚端的电压，即V6，又5脚和6脚两端的电压相等，即V5=V6，而V5理论上即为输入端的电压，V5/R226所得的值即为输入端的电流。最后，由于实验室器材的缺少，遂将R225的电阻换成了12K，理论上的增益应为3.4倍，但由表格可以看出，仍存在误差。 2、原理图如图所示：图7 测直流电流原理图3、PCB

18、如图所示：图8 测直流电流PCB图 直流电流的测量：将万用表的一个转换开关置于直流电流挡，另一个转换开关置于50uA到500mA的合适量程上，电流的量程选择和读数方法与电压一样。测量时必须先断开电路，然后按照电流从“+”到“-”的方向，将万用表串联到被测电路中，即电流从红表笔流入，从黑表笔流出。如果误将万用表与负载并联，则因表头的内阻很小，会造成短路烧毁仪表。其读数方法如下： 实际值指示值×量程/满偏4.1.2 测直流电压模块1、原理分析：R7=2.7K,R9=32K （a）测大电压计算公式：模块测量数据/R7=理论值/(R7+R9)例如：第一个数据处理理论值=34.7*0.0744

19、/2.7=0.9561 其他同上！ （b）侧小电压： 输出V0 Vn=Vf=R8V0/(R6+R8) 虚短: Vid=Vp-Vn=o 所以 V=Vp 2、原理图如图所示： 图9 测直流电压原理图3、PCB如图所示：图10 测直流电压PCB图 直流电压：将万用表的一个转换开关置于交、直流电压挡，另一个转换开关置于直流电压的合适量程上，且“+”表笔（红表笔）接到高电位处，“-”表笔（黑表笔）接到低电位处，即让电流从“+”表笔流入，从“-”表笔流出。若表笔接反，表头指针会反方向偏转，容易撞弯指针。4.1.3 测交流电压模块 1、原理分析： 档位一，1V V in=(Vm/2-0.5)取整 单片机输入

20、测试电压最大值不能超过2.5V。 放大器放大倍数为2倍。 小电压时直接通过放大器引脚输入输出。放大器后接偏执电压。使输出最小值非负。 档位二，4V 原理，计算公式，分析： U=(4.7*Um/2)/2)+Um/2-0.5)取整 测试电压先通过半波整流桥整流后，经串联电阻分压后输入运放， 信号经放大后输出。 2、原理图如图所示：图11 测交流电压原理图3、PCB如图所示： 图12 测交流电压PCB图4.1.4 测电阻模块1、 原理分析： 档位一，R=47.7K 档位二 R=1.75K R2=(1.43/(F*C)-R1;、C=0.01Uf；R1=47.7K该测量模块同电容测量模块一样，通过RC震

21、荡电路测量电容，通过频率计算出电阻，通过示波器观察频率计算出电阻。 2、原理图如图所示：图13 测电阻原理图3、PCB如图所示： 图14 测电阻PCB图 测电阻：选择合适的倍率挡。万用表欧姆挡的刻度线是不均匀的，所以倍率挡的选择应使指针停留在刻度线较稀的部分为宜，且指针越接近刻度尺的中间，读数越准确。一般情况下，应使指针指在刻度尺的1/32/3间。 b欧姆调零。测量电阻之前，应将2个表笔短接，同时调节“欧姆（电气）调零旋钮”，使指针刚好指在欧姆刻度线右边的零位。如果指针不能调到零位，说明电池电压不足或仪表内部有问题。并且每换一次倍率挡，都要再次进行欧姆调零，以保证测量准确。 c读数：表头的读数

22、乘以倍率，就是所测电阻的电阻值。4.1.5 测电容模块1、 原理分析：档位一，R=30K 档位二 R=120欧姆C=1.43/(R1+2R2)F; R1=0.85k;R2=档位;该测量模块通过RC震荡电路测量电容，通过频率计算出电容，通过示波器观察频率计算出电容。2、原理图如图所示：图15 测电容原理图3、PCB如图所示： 图16 测电容PCB图 测试电容：用电阻档，根据电容容量选择适当的量程，并注意测量时对于电解电容黑表笔要接电容正极。、估测微波法级电容容量的大小：可凭经验或参照相同容量的标准电容，根据指针摆动的最大幅度来判定。所参照的电容不必耐压值也一样，只要容量相同即可，例如估测一个10

23、0F/250V的电容可用一个100F/25V的电容来参照，只要它们指针摆动最大幅度一样，即可断定容量一样。、估测皮法级电容容量大小：要用20k档，但只能测到1000pF以上的电容。对1000pF或稍大一点的电容，只要表针稍有摆动，即可认为容量够了。、测电容是否漏电：对一千微法以上的电容，可先用200档将其快速充电，并初步估测电容容量，然后改到R×1k档继续测一会儿，这时指针不应回返，而应停在或十分接近处，否则就是有漏电现象。对一些几十微法以下的定时或振荡电容（比如彩电开关电源的振荡电容），对其漏电特性要求非常高，只要稍有漏电就不能用，这时可在2k档充完电后再改用20k档继续测量，同样

24、表针应停在处而不应回返。4.1.6 蜂鸣器二极管模块 1、原理分析： 蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电话机等电子产品中作发声器件。电磁式蜂鸣器由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。接通电源后，振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场，振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下，周期性地振动发声。压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成。多谐振荡器由晶体管或集成电路构成，当接通电源后（1.515V直流工作电压），多谐振荡器起,输出1.52.5kHZ的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。蜂鸣器发

25、声原理是电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场来驱动振动膜发声的，因此需要一定的电流才能驱动它，单片机IO引脚输出的电流较小，单片机输出的TTL电平基本上驱动不了蜂鸣器，因此需要增加一个电流放大的电路。单片机实验板通过一个三极管来放大驱动蜂鸣器。 2、原理图如图所示：图17 测二极管蜂鸣器原理图 3、PCB如图所示： 图18 测直流电压PCB图 二极管的测量：将挡位调到侧二极管档位，将测试笔放在二极管两端，利用蜂鸣器发声与否来判定二极管的好坏。 4.1.7 液晶显示模块1、 原理分析：液晶是一种介于固体和液体之间的特殊物质，它是一种有机化合物，常态下呈液态，但是它的分子排列却和固体晶体一样非常规

26、则，因此取名液晶，它的另一个特殊性质在于，如果给液晶施加一个电场，会改变它的分子排列，这时如果给它配合偏振光片，它就具有阴止光线通过的作用（在不施加电场时，光线可以顺利透过），如果再配合彩色滤光片，改变加给液晶电压大小，就能改变某一颜色透光量的多少，也可以形象地说改变液晶两端的电压就能改变它的透光度。2、原理图如图所示：图19 液晶显示原理图3、PCB如图所示： 图20 液晶显示PCB图 4.1.8 电源显示模块1、原理分析 LM27576系列的稳压器是单片集成电路，能提供降压开关稳压器（buck）的各种功能，能驱动3A的负载，有优异的的线性和负载调整能力，这些器件内部含有频率补偿器和一个固定

27、频率振荡器，将外部元件的数目减到最少，使用简单。 LM2576的特征包括：在制定输入电压和输出负载条件下保证输出电压的正负4%误差，以及振荡器频率的正负10%误差。还包括外部关断电路，特征有50uA（典型值）待机电流。本次工程实训采用9V电池供电，其中芯片需要5V和3.3V供电，所以本次实训采用LM2576系列中的LM2576S-3.3、LM2576S-5.0两种芯片供电。2、 原理图如图所示：图21 电源原理图3、PCB如图所示： 图22 电源PCB图4. 2接口设计    4.2.1 外部接口四个外部接口和两个外部开关功能分别如下：外部接口1：测电容、交直流电压、直流电

28、流；外部接口2：测电阻；外部接口3：测二极管（蜂鸣器）；外部接口4：接地端。多功能数字万用表的外部接口是将不同的被测量（如电容、电压、电阻等）不同的量程，切换到合适的接口。两个外部开关，一个是电源开关，控制多功能数字万用表的通断电，另一个是转换开关，多功能数字万用表中各种测量种类及量程的选择是靠转换开关的切换来实现的。转换开关里面有固定接触点和活动触点，当固定触点和活动触点闭合时接通电路。我们所采用的拨动 SS16F01 六档开关，通过拨动开关可以使得某些活动触点与固定触点闭合，从而相应的接通所需要的测量电路。4.2.2 内部接口： P1.0控制测直流小电压模块；P1.1控制测电阻模块；P1.

29、2控制测电容模块；P1.3控制测高电压模块；P1.4控制测小直流电流模块；P1.5控制测大直流电流模块；P1.6控制测交流电压模块；RST控制复位电路；P2.0 、P2.1控制继电器；P2.2控制蜂鸣器模块；P2.3、P2.4、P2.5三个接口液晶模块；P2.6接晶振；DVCC接电源；2DVSS接地。芯片引脚说明，关键硬件电路图如下   图23 关键硬件电路图图 74HC4060用256分频器，sn74hc573a为锁存器用作开关P1.2为被测信号进入端，P2.1连接MSP430G2553捕获测量端。P1.1通过IO控制。当原理图中的P1.1为高电平时，锁存器打开，相当于开关关闭，同

30、时分频器处于复位状态，即信号不分频直接进入MSP430。当原理图中的P1.1为高电平时，锁存器关闭，相当于开关打开，同时分频器处于工作状态，即信号经256分频进入MSP430。 4.3 运行设计 运行控制采用半自动，通过表笔的选择，还有档位开关的选择来切换，另外通过软件来自动换挡。各模块组合设计以MSP430G2553作为核心，采用了其内部的16位定时/计数器以及分频控制和液晶显示器共同实现对被测信号的频率进行测量及显示。 在单片机应用系统中，经常要对一个连续的脉冲波频率进行测量，使用单片机测量频率通常是利用它的定时/计数器来完成的。模块间通过表笔的选择，还有档位开关的选择来切换。 4.4 系

31、统软件设计4.4.1 主程序设计流程图首先把各个模块初始化，进入到液晶显示，选择所需功能，通过公式计算相应的值，将结果传到液晶显示。流程图如下：开始界面初始化P1.0>0.2VP1.0<2.0VAD采集P1.0AD采集P1.3通过公式计算出电压值送12864液晶显示P1.4>0.2VAD采集P1.4AD采集P1.5通过公式计算出电流值送12864液晶显示P1.4<2.0V控制继电器1挡控制继电器2挡FFT计算出有效电压值送12864液晶显示P2.6<2.0VNoYesYesYesYesNoNoNoNoYes图24 软件流程图进入中断测量确定频率FF<100R

32、_C_flag=0F<70控制继电器1挡通过公式计算R控制继电器2挡送12864液晶显示通过公式计算C送12864液晶显示F<10000R_C_flag=0控制继电器2挡R_C_flag=0YesNoYesYesYesF<1000000YesNoNoNoNoNoYes图25 中断流程图4.4.2 详细设计与编码在电子技术中，频率是最基本的参数之一，数字频率计具有精度高、使用方便、测量迅速、以及便于实现测量过程自动化等优点，是近代电子技术领域的重要工具之一，在许多领域得到广泛应用。本系统以超低功耗MSP430G2553单片机为核心处理芯片来测量信号的频率，通过定时器A采用计数法

33、完成信号频率测量，并将被测频率值通过LCD12864液晶串行显示。频率可测量范围在1Hz到999MHz之间。如需要，范围可继续扩宽，频率计的误差在1%以内。基于MSP430G2553的频率计设计原理图如图所示，通过串口方式液晶显示，只需配置单片机三个口线便可以实现对频率的测量。其中待测频率信号从P1.0口输入，然后可以直接在液晶屏上显示。图26 频率计设计图4.4.3 引脚说明 1、MSP430G2553引脚功能说明由原理图可以看出，430单片机的最小系统用到1脚电源、16脚复位端、20脚接地端、配置P1.0口为待测信号输入端，P1.4为串行数据输出口，P1.5为串行时钟输出口，如表1所示。表

34、1 MSP430G2553引脚功能说明引脚序号引脚名称功能说明备注1VCC电源正2P1.0频率信号输入端6P1.4串行数据输出端7P1.6串行时钟输出端16RST复位脚20GND电源地表3 MSP430G2553引脚功能说明 2、LCD12864引脚功能说明LCD12864液晶显示屏用到1、2脚，电源接口线，19、20脚背光电源接口线，15脚并行/串行接口选择，5脚串行数据口，6脚串行的同步时钟。LCD12864引脚功能如表2所示。表2 LCD12864接口说明引脚序号引脚名称功能说明备注1VSS模块的电源地2VDD模块的电源正端4RS(CS)并行指令/数据选择信号；串行片选信号5R/W(SI

35、D)并行读写选择信号；串行的数据口6E(CLK)并行使能信号；串行的同步时钟15PSBPSB并/串行接口选择：H-并行，L-串行19LED_A背光源正极20LED_K背光源负极（0V）表4 LCD12864接口说明4.4.4 软件系统与其他系统的关系 Fft 测交流，先采用测数法测试频率再根据频率通过fft测幅度。 ADC 该函数文件用来驱动液晶显示。 BCSC  MSP430基础时钟的配置 注意：DCOCLK最大频率与工作电压成线性关 系，设置注意工作电压是否满足时钟配置该函数应先调用，否则会影响其他时钟设置函数的调用。 Delay 延时函数 延时函数与MCLK有关，不同频率下的D

36、ealy_Base下头文件有定义。LCD_12864 液晶显示函数。Mian 主函数。 Timer 频率计。UART MSP430串口驱动函数。4.4.5各函数模块分析1、 主函数 主函数流程图如图2所示。在主程序中，主要对单片机配置进行初始化和屏幕初始化，以及频率信号数据的处理并实时显示 。单片机初始化 开始 屏初始化 显示 结束 图27 主函数流程图部分主函数代码如下：#include "main.h"#include "ADC10.h"#include "FFT.h"float max;/* 私有函数模型 -*/static v

37、oid Sys_Init(void);void main(void) Sys_Init(); LCD_Init();/ ADC10_Config();/ ADC10_TA0_Config(1000);/* ADC10CLK_Convert(INCH_0,BIT0); FFT_Test(FFT_D); max=Return_max(FFT_D); /while(ADC10IFG=0);/ ADC10_Config();/ V_Channel(); LCD_Display_FloatNum(2,1,max,8); delay_ms(10); while(1); Test_Frequance();

38、while(1) while(Ta1_OV_flag!=1); LCD_Display_FloatNum(2,1,Input_Frequance,8); Test_Frequance(); delay_ms(1000); */ Display_Str(0,0," 频 率 计");/ Display_Str(1,0,"当前频率值：");/ Display_Str(2,6,"Hz"); Timer_Base_Conf();/捕获配置 ADC10_Config(); _bis_SR_register(GIE); while(1) if(V_

39、Channel()>0.1)/0.1为指定电压 当电压超过这个值的时候开始启动电压挡 ADC10_Convert(INCH_3,BIT3); Display_Str(0,0," 电 压 值 "); Display_Str(1,0,"当前电压值："); LCD_Display_FloatNum(2,1,V_value,8); Display_Str(2,6,"V "); delay_ms(100); if(I_Channel()>0.1)/0.1同电压 ADC10_Convert(INCH_5,BIT5); Display_

40、Str(0,0," 电 流 值 "); Display_Str(1,0,"当前电流值："); LCD_Display_FloatNum(2,1,I_value,8); Display_Str(2,6,"A "); if(VC_Channel()>0.1)/0.1同电压 ADC10CLK_Convert(INCH_6,BIT6); FFT_Test(FFT_D); max=Return_max(FFT_D); Display_Str(0,0," 交流电压值 "); Display_Str(1,0,"当

41、前有效值："); LCD_Display_FloatNum(2,1,max,8); Display_Str(2,6,"V "); /* ADC10_Convert(INCH_3,BIT3); delay_ms(10); Convert_End(); ADC10_Convert(INCH_4,BIT4); delay_ms(10); Convert_End(); ADC10_Convert(INCH_5,BIT5); delay_ms(10); Convert_End(); ADC10_Convert(INCH_5,BIT5); delay_ms(10); Conv

42、ert_End(); ADC10_Convert(INCH_6,BIT6); delay_ms(10); Convert_End(); ADC10_Convert(INCH_7,BIT7); delay_ms(10); Convert_End();*/ /if() / 2、单片机初始化函数 单片机初始化函数包括对看门狗定时器模式的设置、I/O口输入/输出功能的配置。定时器A所需时钟源、分频系数的选择，并将总中断打开。函数流程图开始图28 初始化函数流程图结束开中断定时器A配置ANGI/O口配置关闭看门狗部分函数代码如下/* * 描述 : 系统初始化 * 参数 : 无 * 返回 : 无 * 注意

43、 : 无 */static void Sys_Init(void) WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; / 停止看门狗 DCOCLK_Set(_16MHZ);/DCO频率为8MHz ACLK_Set(LF,DIVA_0);/ACLK频率为32.768KHz SMCLK_Set(SM_DCO_CLK,DIVS_0);/SMCLK=DCOCLK MCLK_Set(M_DCO_CLK,DIVM_0);/MCLK=DCOCLK /* 3、中断函数 中断函数流程图如图4所示。当定时器A溢出后就进入中断，count就加上65535。进入中断 count = count +65535开始 结

44、束图29 中断流程图部分函数代码如下：/* * 描述 : 定时器中断服务函数 * 参数 : 无 * 返回 : 无 * 注意 : Timer A0 interrupt service routine */#pragma vector=TIMER0_A0_VECTOR/测量电阻_interrupt void Timer_A0(void) CaptureCap_Offset+=TA0CCR0; if(Cap_Offset=2) R_C_flag=0; CCTL0&=0X3FFF; TA0CTL&=0XFFCF;/Stop Cap_Offset=0; F_Measure(); F_M_

45、Start(); TA0CCR0=0; 部分重要代码如下：/*包含-*/#include "Timer.h"#include "ADC10.h"/* 私有定义结构体 -*/* 私有宏-*/#define Shift_H_Min 64.00/捕获数的换高挡下线门限#define Shift_L_Min 12.00/捕获数的换中挡下线门限#define SMCLK 8000000/进行了优化处理/* 全局变量-*/uint16_t Capture2;uint16_t Capture_C2;uint8_t R_C_flag=0xff;/R/C显示标志位uint8_t Cap_Offset=0;/捕获偏量uint