MSP430构成嵌入式以太网接口电路详解
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MSP430 平台线路板模块(训练套件包)说明及图示浙江求是科教设备有限公司2013年3月25日目录实训平台线路板模块 (1)1-1DCP-200-A MSP430F5438A核心板 (1)1-2DCP-202-A 数码管显示和键盘电路 (1)1-3DCP-203-A 点阵显示和键盘电路 (2)1-4DCP-204-A 液晶显示和键盘电路 (3)1-5DCP-205-A IC卡读写电路 (3)1-6DCP-206-A ADS7950 串口A/D转换电路 (4)1-7DCP-207-A 并口A/D转换电路 (4)1-8DCP-208-A ADS118串口A/D转换电路 (5)1-9DCP-209-A 串口D/A SPI转换电路 (5)1-10DCP-210-A 并口D/A转换电路 (6)1-11DCP-211-A 串口DA IIC转换电路 (6)1-12DCP-212-A V/F和F/V转换电路 (7)1-13DCP-213-A 可编程增益放大电路 (7)1-14DCP-214-A 信号滤波电路 (8)1-15DCP-215-A 开关量输入输出电路 (8)1-16DCP-216-A 功率运放输出电路 (9)1-17DCP-217-A 双路PWM输出电路 (9)1-18DCP-218-A H桥PWM输出电路 (10)1-19DCP-219-A 环境参数检测电路 (10)1-20DCP-220-A 仪用放大电路 (11)MSP430平台接线例图 (1)实训平台线路板模块1-1 DCP-200-A MSP430F5438A 核心板型号:DCP-200-A名称:MSP430F5438A 核心板 说明:此模块的核心芯片采用TI 公司的16位单片机MSP430F5438A ,256K FLASH 、16K RAM ,配置方式JTAG 全部引出,芯片时钟为25MHz 。
外围器件有:FLASH 芯片SST25VF016B 、串口通讯芯片MAX3232、USB 转串口芯片CH340T 。
基于MSP430和DM9000的以太网接口设计刘亚萍,甄国涌,刘东海(中北大学电子测试技术国家重点实验室,太原030051)摘要:为提高以太网的数据传输效率,设计了以MSP430FG4618为核心的控制单元,驱动以太网接口芯片DM9000EP 的嵌入式系统的以太网接口。
通过单片机完成网卡芯片的初始化、数据的封装、接收和发送控制等,而网卡芯片则负责以太网数据的接收和发送。
测试结果表明了UDP 数据传输过程,经自行裁剪的UD P /IP 协议栈,提高了UDP 传输效率。
该接口具有硬件接口简单、外围器件少、价格低廉、开发周期短等特点,同时也能满足测试、采集等高速数据传输系统的要求。
关键词:MSP430;DM9000;以太网接口;UDP ;数据传输中图分类号:TP393.02文献标志码:ADesign of Ethernet Interface Based on MSP430and DM9000LIU Ya-ping ,ZHEN Guo-yong ,LIU Dong-hai(National Key Laboratory for Electronic Measurement Technology ,North University of China ,Taiyuan 030051,China )Abstract :In order to improve the Ethernet data transmission efficiency ,it designed a embedded Ethernet interface ,whose core control unit is MSP430FG4618to drive the Ethernet interface chip DM9000EP.Through the MCU to com-pleted the initializatioin of the Ethernet card chip ,data package ,the control of receiving and sending ;while the Eth-ernet card chip is used to receive and send data from Ethernet.The test result s showed that the transmission process of UDP data ;and UDP transmission efficiency is increased through cutting the UD P /IP protocol stack.W ith simple de-sign ,low price ,little peripheral equipment and short development cycle ,the interface can satisfy some requires from the testing ,data acquisition systems of high speed data transmission.Key words :MSP430;DM9000;Ethernet interface ;UDP ;data transmission收稿日期:2010-03-15;修订日期:2010-04-07基金项目:国家自然科学基金项目(60871041)作者简介:刘亚萍(1985-),女,在读硕士研究生,研究方向为高速数字量设计;甄国涌(1971-),男,工学博士,副教授,研究方向为嵌入式系统、动态测试等;刘东海(1982-),男,硕士研究生,研究方向为动态测试、高速数据采集。
MSP430单片机入门例程MSP430单片机是一款低功耗、高性能的16位单片机,广泛应用于各种嵌入式系统。
下面是一个简单的MSP430单片机入门例程,可以让大家初步了解MSP430单片机的基本使用方法。
所需材料:1、MSP430单片机开发板2、MSP430单片机编译器3、MSP430单片机调试器4、电脑和相关软件步骤:1、安装MSP430单片机编译器首先需要安装MSP430单片机的编译器,该编译器可以将C语言代码编译成MSP430单片机可以执行的机器码。
在安装编译器时,需要选择与您的单片机型号匹配的编译器。
2、编写程序下面是一个简单的MSP430单片机程序,可以让LED灯闪烁:c本文include <msp430.h>int main(void)本文P1DIR |= 0x01; //设置P1.0为输出while(1){P1OUT ^= 0x01; //反转P1.0的状态,LED闪烁__delay_cycles(); //延时一段时间,控制闪烁频率}本文上述程序中,首先定义了P1DIR寄存器,将P1.0设置为输出。
然后进入一个无限循环,在循环中反转P1.0的状态,使LED闪烁。
使用__delay_cycles()函数实现延时,控制LED闪烁频率。
3、编译程序使用MSP430单片机编译器将程序编译成机器码,生成可执行文件。
在编译时,需要注意选择正确的编译器选项和单片机型号。
4、调试程序使用MSP430单片机调试器将可执行文件下载到单片机中,并使用调试器进行调试。
在调试时,可以观察单片机的输出口状态和LED灯的闪烁情况,确保程序正常运行。
随着嵌入式系统的发展,MSP430单片机作为一种低功耗、高性能的微控制器,在各种应用领域中得到了广泛的应用。
为了更好地理解和应用MSP430单片机,我在学习过程中积累了一些经验,现在分享给大家。
MSP430单片机是一种超低功耗的微控制器,由德州仪器(Texas Instruments)推出。
MSP430电路图集锦:创新设计思维2014年11月12日10:11 来源:电子发烧友网整合作者:Dick 我要评论(0)标签:TI(566)MSP430(499)MSP430系列单片机是美国德州仪器开始推向市场的一种16位超低功耗、具有精简指令集的混合信号处理器。
称之为混合信号处理器,是由于其针对实际应用需求,将多个不同功能的模拟电路、数字电路模块和微处理器集成在一个芯片上,以提供“单片机”解决方案。
该系列单片机多应用于需要电池供电的便携式仪器仪表中。
下面一起来看看基于MSP430的设计电路图集锦。
1、采用MSP430单片机的可穿戴式血糖仪电路介绍了一种便携式血糖仪的设计。
该设计主要从低功耗及精确性的角度出发,以MSP430系列单片机为核心,葡萄糖氧化酶电极为测试传感器,较快地测试出血糖浓度。
此外,所设计的血糖仪还具有储存功能,有助于用户查看血糖浓度历史值和变化趋势。
血糖测试电路:在酶电极两端滴入血液后,会产生自由电子。
由于电极两端存在激励电压,就会有定向电流流过电极。
该激励电压是由ADC模块提供的1.5V稳压通过电阻分压而产生的,大约在300mV左右,它能产生μA级别的定向电流。
由于A/D转换模块测量的是电压,所以需要将该定向电流转换成电压,并且进行一定的放大。
本系统采用图2所示的电路来实现电流到电压的转换和放大。
运算放大器LM358的反相端连接血糖试纸上的酶电极,当有血液滴入时,该电极与地之间为等效电阻Rx,流过该电阻的电流正比于血液中的血糖浓度值。
MSP430的A/D模块输出1.5V的稳压通过R2 和R3分压,产生300mV的激励电压,该电压通过运放的正端加到电极两端。
R4起到反馈放大的作用,它将运放的输出范围限定在A/D模块的转换范围内。
在PCB板布线时,由于运放输出和MSP430的ADC模块输入I/O口之间的走线比较长,为了确保测量值的准确,需要对测试电压进行滤波,C21就是用来起滤波作用的,以减少走线过长所引入的外来干扰对血糖测试的影响。
MSP430构成嵌入式以太网接口电路详解
以太网是目前用得最广泛的一种局域网,它在因特网四层网络模型当中,属于网络层。
以太网网络中的每个节点具有相同的访问网络的权利,它们之间对网络占用是通过具有冲突检测的载波监听多路访问(CSMA/CD )的方法来实现的。
数据采用曼彻斯特编码,网络中的连接一般采用双绞线或同轴电缆。
以太网中每个节点具有一个48位、唯一编号的地址。
每帧数据的最大长度为1518个字节,第一个48位为目标地址,第二个48位为数据源地址,然后是2个字节的数据帧类型值,在数据帧的最后,自动生成4个字节的循环冗余码校(CRC)值,用于保证数据帧的完整性。
计算机通信系统尤其是因特网在日常生活中的作用越来越重要,并且呈加速发展的趋势。
如今,上网不再是个人电脑和网络工作站的专利,很多用微控制器(或称单片机)控制的嵌入式系统也成为了因特网网络节点中的一员,通常,这种嵌入式系统可称为嵌入式因特网终端。
试想,如果通过网页浏览器,能够完成对远处的微控制器控制,并能够接收到微控制器采集的信号,那将给人们的生活带来很大的便利和极大地推动生产力的发展。
打个比方,如果通过办公室的一台连接到因特网的电脑和安装在家里的嵌入式控制器,人们就可以了解到家里或者发生的一切,那么家居防盗等一系列问题将会等到很好的解决。
MSP430是由于TI(Texas Instruments,美国德州仪器公司)开发的16位微处理器,其突出的特点是强调低功耗,非常适用于各种低功率要求的应用,有多个系列和型号。
由于其性价比比较高,所以,被广泛应用于家居自动化,医疗设备,安防系统,楼宇控制系统等许多领域当中。
本因特网终端设计方案中使用的MSP430F149是TI公司于2000年增加的MSP430F1X中的一员。
本设计中所用到的两个重要组件为TI公司的微处理器MSP430F149和Crystal公司的以太网控制器CS8900A,下面简单介绍一下这两个组件,再论述硬件实施方案。
下面详细介绍各个模块的功能及其原理。
1.中心控制器主CPU
MSP430F149具有60K字节的FLASH存储器和2K字节的RAM、看门狗定时器(Watchdog Timer)、6个8位的通用I/O口、12位A/D转换器、2个串行通信接口和1个硬件乘法器等。
MSP430F149的60K字节FLASH存储器足以存储网页数据, 6个通用I/O口既可以用来控制以太网控制器CS8900A,也可以用来执行其它的用户命令,12位A/D转换器可以用来在终端采集数据,然后再通过网络发给用户。
MSP430F149时钟电路部分,需要接一个8MHz的晶振和两个15pF的电容。
和MSP430F149有关的电路,还有JTAG(Joint Test Action Group)接口、晶振和复位电路。
其中,JTAG
接口用于编程和调试,用一个14引脚的接头引出了TCK、TDI、TDO/TDI四个用于编程和调试的引脚,可直接和MSP430的调试工具FET(FLASH Emulation Tool)相连。
用户 通过电平转换芯片MAX3221把MSP430F149的串行通信口也引出,以实现需要的功能。
2.以太网的连接线电路
CS8900的模拟前端集成了一个曼切斯特编码和解码器、时钟恢复电路、10M的以太网收发器。
和一个完整的配属单元接口AUI。
它提供了一个手动的或者自动的10M的以太网收发器或者AUI选择,并且提供了一个信不内部驱动的三个LED接口分别指示连接状态、总线状态和以太网线路的活跃性。
CS8900A片内集成的10M的以太网收发器,其片内集成了所有用于和局域网通信的模拟和数字电路,其可通过一个电磁隔离器E2023直接和局域网相连。
它支持100、200和 150欧姆的屏蔽或非屏蔽电缆,延长了电缆长度,并且能够自动对极性颠倒进行检测和修正并能正确接收。
电阻R1用于连接两根接收线,和两根发送线相连的电阻R2和R3则用于阻抗匹配。
RJ45为网络接头,其可接10M或100的网络集线器(hub)。
CS8900A的XTAL1(97)引脚和XTAL2(98)引脚接一20MHz的晶振,由于其片内XTAL处集成了电容,所以,不需要外接电容。
CS8900A的复位引脚为高有效,在芯片上电工作时,需要一个复位信号,这由R9和C17提供联合提供。
CS8900A有两个不同的LED控制引脚:LANLED(100)引脚和LINKLED(99)引脚,用于控制LED以显示CS8900A的工作状态。
LANLED
引脚接一个红色LED(D1),当CS8900A接收或发送数据时,该引脚输出低电平,点亮红色LED。
LINKLED接一个黄色LED(D2),当CS8900A和工作的以太网络连接时,黄色LED点亮。
3.nRF2401A无线收发模块
4.电源电路设计
由于嵌入式网络模块的功耗极低,所以电源部分的设计考虑到成本和稳定性选择了普通变压器再整流稳压的电路。
稳压芯片为LT1117-3.3,它为3.3V的稳压芯片。
电路中得每个芯片电源引脚附近都设计了去耦电容,保证了电源无干扰。
整个系统由3.3V的电源供电,绿色LED(D4)为整个系统的电源指示灯。
为了系统扩展的需要,也可以把MSP430F149所有未用到的I/O引脚都用接头引出。
进行PCB(印制电路板)设计时,通过旁路电容滤波,以给MSP430F149和CS8900A提供稳压的电源信号。
为了得到更好的系统性能和减小电磁干扰,最好能够把PCB布置为四层板。
5.单片机USB转VART数据转换电路
6.用于管理单片机数据的电路
7.硬件开门狗电路
8.超低功耗串行通信电路
多功能时钟/日历芯片模块
成品展示
结束语
随着网络技术的发展,需要进行网络连接和通信的微型嵌入式因特网终端越来越多,这不仅可以应用于日常生活中,也可以应用于许多工业现场,特别是在那些分散、共享数据或需要共享某些信息的工业现场嵌入式网络终端的技术优质更加明显。
此外,MSP430系列单片机的功耗非常低,很好的解决了在某些特殊场合下的电源问题。
由此可见,本文所论述的设计方案具有很大的应用前景。