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电赛校赛-三相逆变电源设计（单片机部分--MSP430F249仿真测频+串口发送机与串口接收机）

2022-10-19 168
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简介： 电赛校赛-三相逆变电源设计（单片机部分--MSP430F249仿真测频+串口发送机与串口接收机）

写在前面

觉得52单片机比较低端的，可以尝试本文的MSP430，两种测量方案均通过测试仿真，个人还是推荐C52，proteus对其他单片机仿真的速度好像提不了太快，承接上文，本次主要设计就是用的是MSP430F249的主控，文末附上下载链接

完成效果

image.png

注意事项

三个时钟都要进行设置，确保时钟为8M方可正常使用

image.png

我就不多说了直接贴代码吧

测频串口发送机

oled.c

//   
//              ----------------------------------------------------------------
//              GND    电源地
//              VCC  接3.3v电源
//              D0   P54（时钟）
//              D1   P53（数据）
//              RES  接P52
//              DC   接P51
//              CS   接P50               
//              ----------------------------------------------------------------
//******************************************************************************/
#include "oled.h"
#include "oledfont.h"    
//OLED的显存
//存放格式如下.
//[0]0 1 2 3 ... 127  
//[1]0 1 2 3 ... 127  
//[2]0 1 2 3 ... 127  
//[3]0 1 2 3 ... 127  
//[4]0 1 2 3 ... 127  
//[5]0 1 2 3 ... 127  
//[6]0 1 2 3 ... 127  
//[7]0 1 2 3 ... 127         
void delay_ms(unsigned int ms)
{                         
  unsigned int a;
  while(ms)
  {
    a=1800;
    while(a--);
    ms--;
  }
  return;
}
//向SSD1306写入一个字节。
//dat:要写入的数据/命令
//cmd:数据/命令标志 0,表示命令;1,表示数据;
void OLED_WR_Byte(u8 dat,u8 cmd)
{ 
  u8 i;       
  if(cmd)
    OLED_DC_Set();
  else 
    OLED_DC_Clr();      
  OLED_CS_Clr();
  for(i=0;i<8;i++)
  {       
    OLED_SCLK_Clr();
    if(dat&0x80)
      {
       OLED_SDIN_Set();
      }
else
       OLED_SDIN_Clr();
        OLED_SCLK_Set();
    dat<<=1;   
  }             
  OLED_CS_Set();
  OLED_DC_Set();      
} 
  void OLED_Set_Pos(unsigned char x, unsigned char y) 
{ 
  OLED_WR_Byte(0xb0+y,OLED_CMD);
  OLED_WR_Byte(((x&0xf0)>>4)|0x10,OLED_CMD);
  OLED_WR_Byte((x&0x0f)|0x01,OLED_CMD); 
}       
//开启OLED显示    
void OLED_Display_On(void)
{
  OLED_WR_Byte(0X8D,OLED_CMD);  //SET DCDC命令
  OLED_WR_Byte(0X14,OLED_CMD);  //DCDC ON
  OLED_WR_Byte(0XAF,OLED_CMD);  //DISPLAY ON
}
//关闭OLED显示     
void OLED_Display_Off(void)
{
  OLED_WR_Byte(0X8D,OLED_CMD);  //SET DCDC命令
  OLED_WR_Byte(0X10,OLED_CMD);  //DCDC OFF
  OLED_WR_Byte(0XAE,OLED_CMD);  //DISPLAY OFF
}            
//清屏函数,清完屏,整个屏幕是黑色的!和没点亮一样!!!   
void OLED_Clear(void)  
{  
  u8 i,n;       
  for(i=0;i<8;i++)  
  {  
    OLED_WR_Byte (0xb0+i,OLED_CMD);    //设置页地址（0~7）
    OLED_WR_Byte (0x00,OLED_CMD);      //设置显示位置—列低地址
    OLED_WR_Byte (0x10,OLED_CMD);      //设置显示位置—列高地址   
    for(n=0;n<128;n++)OLED_WR_Byte(0,OLED_DATA); 
  } //更新显示
}
//在指定位置显示一个字符,包括部分字符
//x:0~127
//y:0~63
//mode:0,反白显示;1,正常显示         
//size:选择字体 16/12 
void OLED_ShowChar(u8 x,u8 y,u8 chr)
{       
  unsigned char c=0,i=0;  
    c=chr-' ';//得到偏移后的值     
    if(x>Max_Column-1){x=0;y=y+2;}
    if(SIZE ==16)
      {
      OLED_Set_Pos(x,y);  
      for(i=0;i<8;i++)
      OLED_WR_Byte(F8X16[c*16+i],OLED_DATA);
      OLED_Set_Pos(x,y+1);
      for(i=0;i<8;i++)
      OLED_WR_Byte(F8X16[c*16+i+8],OLED_DATA);
      }
      else {  
        OLED_Set_Pos(x,y+1);
        for(i=0;i<6;i++)
        OLED_WR_Byte(F6x8[c][i],OLED_DATA);
      }
}
//m^n函数
u32 oled_pow(u8 m,u8 n)
{
  u32 result=1;  
  while(n--)result*=m;    
  return result;
}         
//显示2个数字
//x,y :起点坐标  
//len :数字的位数
//size:字体大小
//mode:模式 0,填充模式;1,叠加模式
//num:数值(0~4294967295);       
void OLED_ShowNum(u8 x,u8 y,u32 num,u8 len,u8 size2)
{           
  u8 t,temp;
  u8 enshow=0;               
  for(t=0;t<len;t++)
  {
    temp=(num/oled_pow(10,len-t-1))%10;
    if(enshow==0&&t<(len-1))
    {
      if(temp==0)
      {
        OLED_ShowChar(x+(size2/2)*t,y,' ');
        continue;
      }else enshow=1; 
    }
    OLED_ShowChar(x+(size2/2)*t,y,temp+'0'); 
  }
} 
//显示一个字符号串
void OLED_ShowString(u8 x,u8 y,u8 *chr)
{
  unsigned char j=0;
  while (chr[j]!='\0')
  {   OLED_ShowChar(x,y,chr[j]);
      x+=8;
    if(x>120){x=0;y+=2;}
      j++;
  }
}
//显示汉字
void OLED_ShowCHinese(u8 x,u8 y,u8 no)
{               
  u8 t,adder=0;
  OLED_Set_Pos(x,y);  
    for(t=0;t<16;t++)
    {
        OLED_WR_Byte(Hzk[2*no][t],OLED_DATA);
        adder+=1;
     }  
    OLED_Set_Pos(x,y+1);  
    for(t=0;t<16;t++)
      { 
        OLED_WR_Byte(Hzk[2*no+1][t],OLED_DATA);
        adder+=1;
      }         
}
/***********功能描述：显示显示BMP图片128×64起始点坐标(x,y),x的范围0～127，y为页的范围0～7*****************/
void OLED_DrawBMP(unsigned char x0, unsigned char y0,unsigned char x1, unsigned char y1,unsigned char BMP[])
{   
 unsigned int j=0;
 unsigned char x,y;
  if(y1%8==0) y=y1/8;      
  else y=y1/8+1;
  for(y=y0;y<y1;y++)
  {
    OLED_Set_Pos(x0,y);
    for(x=x0;x<x1;x++)
      {      
        OLED_WR_Byte(BMP[j++],OLED_DATA);       
      }
  }
} 
//初始化SSD1306              
void OLED_Init(void)
{
  OLED_SSD1306_SCLK_IO_INIT;
  OLED_SSD1306_SDIN_IO_INIT;
  OLED_SSD1306_DC_IO_INIT;
  OLED_SSD1306_CE_IO_INIT;
  OLED_SSD1306_RST_IO_INIT;
        LED_IO_INIT;//用来点开发板上的led灯用的；
  OLED_RST_Set();
  delay_ms(100);
  OLED_RST_Clr();
  delay_ms(100);
  OLED_RST_Set(); 
  /*          
  OLED_WR_Byte(0xAE,OLED_CMD);//--turn off oled panel
  OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD);//---set low column address
  OLED_WR_Byte(0x10,OLED_CMD);//---set high column address
  OLED_WR_Byte(0x40,OLED_CMD);//--set start line address  Set Mapping RAM Display Start Line (0x00~0x3F)
  OLED_WR_Byte(0x81,OLED_CMD);//--set contrast control register
  OLED_WR_Byte(0xCF,OLED_CMD); // Set SEG Output Current Brightness
  OLED_WR_Byte(0xA1,OLED_CMD);//--Set SEG/Column Mapping     0xa0左右反置 0xa1正常
  OLED_WR_Byte(0xC8,OLED_CMD);//Set COM/Row Scan Direction   0xc0上下反置 0xc8正常
  OLED_WR_Byte(0xA6,OLED_CMD);//--set normal display
  OLED_WR_Byte(0xA8,OLED_CMD);//--set multiplex ratio(1 to 64)
  OLED_WR_Byte(0x3f,OLED_CMD);//--1/64 duty
  OLED_WR_Byte(0xD3,OLED_CMD);//-set display offset Shift Mapping RAM Counter (0x00~0x3F)
  OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD);//-not offset
  OLED_WR_Byte(0xd5,OLED_CMD);//--set display clock divide ratio/oscillator frequency
  OLED_WR_Byte(0x80,OLED_CMD);//--set divide ratio, Set Clock as 100 Frames/Sec
  OLED_WR_Byte(0xD9,OLED_CMD);//--set pre-charge period
  OLED_WR_Byte(0xF1,OLED_CMD);//Set Pre-Charge as 15 Clocks & Discharge as 1 Clock
  OLED_WR_Byte(0xDA,OLED_CMD);//--set com pins hardware configuration
  OLED_WR_Byte(0x12,OLED_CMD);
  OLED_WR_Byte(0xDB,OLED_CMD);//--set vcomh
  OLED_WR_Byte(0x40,OLED_CMD);//Set VCOM Deselect Level
  OLED_WR_Byte(0x20,OLED_CMD);//-Set Page Addressing Mode (0x00/0x01/0x02)
  OLED_WR_Byte(0x02,OLED_CMD);//
  OLED_WR_Byte(0x8D,OLED_CMD);//--set Charge Pump enable/disable
  OLED_WR_Byte(0x14,OLED_CMD);//--set(0x10) disable
  OLED_WR_Byte(0xA4,OLED_CMD);// Disable Entire Display On (0xa4/0xa5)
  OLED_WR_Byte(0xA6,OLED_CMD);// Disable Inverse Display On (0xa6/a7) 
  OLED_WR_Byte(0xAF,OLED_CMD);//--turn on oled panel
  */
  OLED_WR_Byte(0xAE,OLED_CMD);//--turn off oled panel
  OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD);//---set low column address
  OLED_WR_Byte(0x10,OLED_CMD);//---set high column address
  OLED_WR_Byte(0x40,OLED_CMD);//--set start line address  Set Mapping RAM Display Start Line (0x00~0x3F)
  OLED_WR_Byte(0x81,OLED_CMD);//--set contrast control register
  OLED_WR_Byte(0xCF,OLED_CMD); // Set SEG Output Current Brightness
  OLED_WR_Byte(0xA1,OLED_CMD);//--Set SEG/Column Mapping     0xa0左右反置 0xa1正常
  OLED_WR_Byte(0xC8,OLED_CMD);//Set COM/Row Scan Direction   0xc0上下反置 0xc8正常
  OLED_WR_Byte(0xA6,OLED_CMD);//--set normal display
  OLED_WR_Byte(0xA8,OLED_CMD);//--set multiplex ratio(1 to 64)
  OLED_WR_Byte(0x3f,OLED_CMD);//--1/64 duty
  OLED_WR_Byte(0xD3,OLED_CMD);//-set display offset Shift Mapping RAM Counter (0x00~0x3F)
  OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD);//-not offset
  OLED_WR_Byte(0xd5,OLED_CMD);//--set display clock divide ratio/oscillator frequency
  OLED_WR_Byte(0x80,OLED_CMD);//--set divide ratio, Set Clock as 100 Frames/Sec
  OLED_WR_Byte(0xD9,OLED_CMD);//--set pre-charge period
  OLED_WR_Byte(0xF1,OLED_CMD);//Set Pre-Charge as 15 Clocks & Discharge as 1 Clock
  OLED_WR_Byte(0xDA,OLED_CMD);//--set com pins hardware configuration
  OLED_WR_Byte(0x12,OLED_CMD);
  OLED_WR_Byte(0xDB,OLED_CMD);//--set vcomh
  OLED_WR_Byte(0x40,OLED_CMD);//Set VCOM Deselect Level
  OLED_WR_Byte(0x20,OLED_CMD);//-Set Page Addressing Mode (0x00/0x01/0x02)
  OLED_WR_Byte(0x02,OLED_CMD);//
  OLED_WR_Byte(0x8D,OLED_CMD);//--set Charge Pump enable/disable
  OLED_WR_Byte(0x14,OLED_CMD);//--set(0x10) disable
  OLED_WR_Byte(0xA4,OLED_CMD);// Disable Entire Display On (0xa4/0xa5)
  OLED_WR_Byte(0xA6,OLED_CMD);// Disable Inverse Display On (0xa6/a7) 
  OLED_WR_Byte(0xAF,OLED_CMD);//--turn on oled panel
  OLED_WR_Byte(0xAF,OLED_CMD); /*display ON*/ 
  OLED_Clear();
  OLED_Set_Pos(0,0);  
}

uart.c

#include"uart.h"
void init_uart0()//UCSWRST（默认置位）置位时才能调整控制寄存器参数
{
  P3SEL = 0x30;                             // P3.4,5 = USCI_A0 TXD/RXD
  UCA0CTL1 |= UCSSEL_2;                     // SMCLK
  UCA0BR0 = 65;                            // 1MHz 9600; (104)decimal = 0x068h
  UCA0BR1 = 3;                              // 1MHz 9600
  UCA0MCTL = UCBRS0;                        // Modulation UCBRSx = 1
  UCA0CTL1 &= ~UCSWRST;                     // **Initialize USCI state machine**
  IE2 |= UCA0RXIE;                          // Enable USCI_A0 RX interrupt
}
void send_data(uchar Data)
{
   UCA0TXBUF = Data;                         // TX -> RXed character 
   while (!(IFG2&UCA0TXIFG));                // USCI_A0 TX buffer ready?
}
void send_string(char *p)
{
     uchar len;
     len=strlen(p);
     while(len)
     {
       send_data(*p);
       p++;
       len--;
     }  
}
#pragma vector=USCIAB0RX_VECTOR
__interrupt void usart0_rx (void)
{              
  uchar c;
  UCA0TXBUF = UCA0RXBUF;
  c= UCA0RXBUF;
}

timer.c

#include<io430f249.h>
#include"DataType.h"
uint n=0,m=1;
ulint F=0,f=0;
/****************************************************************************
                初始定时器A
******************************************************************************/
void Int_TimerA(void)
{
  P1SEL|=BIT0;
  P1DIR&=~BIT0; 
  TACTL|=TASSEL_0+ID_0+MC_2;
  TACCTL0|=CCIE;
}
/****************************************************************************
                初始定时器B
******************************************************************************/
void Int_TimerB(void)
{
  TBCTL|=TBSSEL_2+ID_0+MC_1;
  TBCCTL0|=CCIE;
  TBCCR0=62499;
}
/****************************************************************************
                中断定时器A
******************************************************************************/
#pragma vector=TIMERA0_VECTOR
__interrupt void Timer_A (void)
{
  TAR=TBR=0;
  if(m>1)
  m=m/2;
  n=0; 
}
/****************************************************************************
                中断定时器B
******************************************************************************/
#pragma vector=TIMERB0_VECTOR
__interrupt void Timer_B (void)
{
  n++;
  if(m==n)
  {   
    f=TAR;
    switch(m)
    {              
      case 1:f=128*f;m=2*m;break;
      case 2:f=64*f;m=2*m;break;
      case 4:f=32*f;m=2*m;break;
      case 8:f=16*f;m=2*m;break;
      case 16:f=8*f;m=2*m;break;
      case 32:f=4*f;m=2*m;break;
      case 64:f=2*f;m=2*m;break;
    }     
    TAR=TBR=0;
    n=0;
  }
}

main.c

#include <io430f249.h>
#include "oled.h"
#include "stdio.h"
#include "stdint.h"
#include "DataType.h"
#include "Clock.h"
#include "Delay.h"
#include "Timer.h"
#include "uart.h"
ulint F1=0;
int i=0;
uchar tmp2[5]={'0','0','0','0','\0'}; 
void jisuan()
{
  tmp2[0]='0'+F1/1000;
  tmp2[1]='0'+F1/100%10;
  tmp2[2]='0'+F1/10%10;
  tmp2[3]='0'+F1%10;
}
int main( void )
{ 
   WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;
   //Int_Clk();
   init_uart0();
   OLED_Init(); 
   OLED_Clear();
   OLED_ShowCHinese(8,0,2);
   OLED_ShowCHinese(24,0,3);
   OLED_ShowChar(40,0,':');
   OLED_ShowCHinese(0,6,4);
   OLED_ShowCHinese(16,6,5);
   OLED_ShowCHinese(32,6,6);
   OLED_ShowCHinese(48,6,7);
   Int_TimerA();
   Int_TimerB();
   _EINT(); 
   DelaymS(100);
   //send_string("123456785678990-\r\n");   测试
   while(1) 
   { 
     F1=f;
     OLED_ShowNum(48,0,F1,7,16);
     OLED_ShowString(104,0,"hz");
     jisuan();
     //sprintf((char *)tmp2,"%4d",F1);
     send_data(tmp2[0]);
     DelaymS(10);
     send_data(tmp2[1]);
     DelaymS(10);
     send_data(tmp2[2]);
     DelaymS(10);
     send_data(tmp2[3]);
     DelaymS(10);
   }    
}

delay.c

#include<io430f249.h>
#include"DataType.h"
/****************************************************************************
                延时250uS
******************************************************************************/
void Delay250uS(uint X)    
{
  uint i,j;
  for(i=0;i<X;i++)
  for(j=0;j<2000;j++);      
} 
/****************************************************************************
                延时1mS
******************************************************************************/
void DelaymS(uint X)    
{
  uint i,j;
  for(i=0;i<X;i++)
  for(j=0;j<8000;j++);      
}
/****************************************************************************
                延时1S
******************************************************************************/
void DelayS(uint X)    
{
  uint i;
  ulint j;
  for(i=0;i<X;i++)
  for(j=0;j<8000000;j++);      
}

DataType.h

#ifndef  __DATATYPE_H
#define  __DATATYPE_H
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
#define ushort unsigned short
#define ulint unsigned long int
#define ldouble long double
#endif

clock.c

这个时钟可以选择打开或者注释掉也行，因为在这里时钟咱们都配置好了，具体我也不清楚proteus下面的是怎么对这个解释，我的理解就是，系统时钟都通过手动进行配置完成，使用内部资源的时候，只需要对不同的时钟进行选择，所以这里时钟配置与否都不影响工作。

#include<io430f249.h>
#include<in430.h>
#include"DataType.h"
/****************************************************************************
                初始化时钟
******************************************************************************/
void Int_Clk(void)
{
  uchar i;
  BCSCTL1&=~XT2OFF;     //开启XT2振荡器
  BCSCTL2|=SELM_2+SELS;    //选择MCLK时钟源为XT2CLK；选择SMCLK时钟源为XT2CLK
  do
  {
    IFG1&=~OFIFG;
    for(i=0;i<100;i++)
      _NOP();
  } 
  while((IFG1&OFIFG)!=0);
  IFG1&=~OFIFG;  
}

串口接收机

这里主要对main函数中的操作进行了调整，其他的可以选择性的注释，接收机只用到了这些文件

  1. main.c
  2. uart.c
  3. delay.c
  4. oled.c

oled.c

同上，

delay.c

同上，

uart.c

同上，其实上面发送的时候中断那里可以注释掉。这里加以说明

#include"uart.h"
void init_uart0()//UCSWRST（默认置位）置位时才能调整控制寄存器参数
{
  P3SEL = 0x30;                             // P3.4,5 = USCI_A0 TXD/RXD
  UCA0CTL1 |= UCSSEL_2;                     // SMCLK
  UCA0BR0 = 65;                            // 1MHz 9600; (104)decimal = 0x068h
  UCA0BR1 = 3;                              // 1MHz 9600
  UCA0MCTL = UCBRS0;                        // Modulation UCBRSx = 1
  UCA0CTL1 &= ~UCSWRST;                     // **Initialize USCI state machine**
  IE2 |= UCA0RXIE;                          // Enable USCI_A0 RX interrupt
}
void send_data(uchar Data)
{
   UCA0TXBUF = Data;                         // TX -> RXed character 
   while (!(IFG2&UCA0TXIFG));                // USCI_A0 TX buffer ready?
}
void send_string(char *p)
{
     uchar len;
     len=strlen(p);
     while(len)
     {
       send_data(*p);
       p++;
       len--;
     }  
}

main.c

#include <io430f249.h>
#include "oled.h"
#include "stdio.h"
#include "stdint.h"
#include "DataType.h"
#include "Clock.h"
#include "Delay.h"
#include "Timer.h"
#include "uart.h"
ulint F1=0;
int i=0;
uint cnt=0;
uchar tmp2[5]; 
int main( void )
{ 
   WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;
   //Int_Clk();
   init_uart0();
   OLED_Init(); 
   OLED_Clear();
   OLED_ShowCHinese(8,0,2);
   OLED_ShowCHinese(24,0,3);
   OLED_ShowChar(40,0,':');
   OLED_ShowCHinese(0,6,4);
   OLED_ShowCHinese(16,6,5);
   OLED_ShowCHinese(32,6,8);
   OLED_ShowCHinese(48,6,9);
   //Int_TimerA();
   //Int_TimerB();
   _EINT(); 
   //DelaymS(100);
   //send_string("123456785678990-\r\n");   //测试
   while(1) 
   { 
     //F1=f;
     OLED_ShowString(104,0,"hz");
     //jisuan();
     //sprintf((char *)tmp2,"%4d",F1);
     if(cnt==4){
  cnt=0;
        send_string(tmp2);
        OLED_ShowChar(48,0,tmp2[0]);
        OLED_ShowChar(56,0,tmp2[1]);
        OLED_ShowChar(64,0,tmp2[2]);
        OLED_ShowChar(72,0,tmp2[3]);
  //OLED_ShowString(48,0,tmp2);
     }
     //Delay250uS(200);
   }    
}
#pragma vector=USCIAB0RX_VECTOR
__interrupt void usart0_rx (void)
{              
  uchar c;
  //RxFlag
  if(UCA0RXIFG==1)
  {
    UCA0TXBUF = UCA0RXBUF;
    //UCA0RXIFG =0;
    c= UCA0RXBUF;
    if( cnt < 5 && c != '\0')  //判断接收结束
    {
      if(cnt == 0)
        for(i = 0; i < 5;i ++)        //清空接收缓存
          tmp2[i] = '0';
        if(c-'0'==0)
          tmp2[cnt] = '0';
        else
          tmp2[cnt] = c;              //将数据存入存储
        cnt++;
    }
    else
    {
      cnt = 0;
    }
  }
  /**/
}

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高速通道
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单片机串口
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单片机设计
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