基于MSP430单片机计算法实现光栅细分

基于MSP430的模拟SPI串口通信的实现MSP430是德州仪器（Texas Instruments）公司生产的一款微控制器，内置有模拟外设接口和数字外设接口，非常适合用于嵌入式系统的开发。

SPI（Serial Peripheral Interface）是一种同步串行通信协议，常用于微控制器之间的通信。

在基于MSP430的模拟SPI串口通信实现中，我们需要使用MSP430的GPIO（General-Purpose Input/Output）外设模拟SPI通信协议的时序。

以下是基于MSP430的模拟SPI串口通信实现的步骤：1.配置MSP430的GPIO口为输出模式，并将片选信号（CS）、时钟信号（CLK）、主设备输入信号（MISO）设置为低电平，主设备输出信号（MOSI）设置为高电平。

2.配置MSP430的GPIO口中的片选信号（CS）为输出模式，并将其设置为高电平。

3.编写SPI通信的初始化函数，设置SPI的参数，如时钟分频比、数据位长度等。

4.实现SPI通信的发送函数。

将待发送的数据放入发送缓冲区，按照SPI通信协议的时序，通过MSP430的GPIO口将数据逐位发送出去。

5.实现SPI通信的接收函数。

按照SPI通信协议的时序，通过MSP430的GPIO口接收从外设传入的数据，并存储到接收缓冲区。

6.实现SPI通信的片选控制函数。

控制片选信号的输出，使得与其他外设通信时只选中对应的外设。

7.在主函数中调用上述SPI通信的功能函数，进行数据的发送和接收。

需要注意的是，以上步骤仅是基于MSP430的模拟SPI串口通信实现的一般步骤，具体的实现细节还需根据具体的硬件设备和通信协议来进行调整。

总结起来，基于MSP430的模拟SPI串口通信的实现主要包括配置GPIO口、初始化SPI通信参数、实现发送和接收函数，以及控制片选信号的输出等步骤。

通过这些步骤的完成，可以实现MSP430与其他外设之间的SPI串口通信。

［ 文章 编号 ｌ ６ １ ８ ２ （０ ０ — ０ １ ０ ７ — ０ Ｘ ２ １）２ ０ ０ — ２ １ １
基于二次莫尔条纹纳米光栅传感器细分电 路设计
孙 效骥 ， 钟伟 红 ， 方波静 ， 支雄 飞 ， 余 麟
（ 浙江大学宁波理工学院， 浙江 宁波
３５ ０ ） １ １０
［ 摘
要】 于由两组一次莫 尔条纹形成的二次莫尔条纹信号 ， 基 通过 对二次莫 尔条纹信号 电子细分得到纳米级测
量精 度 的计量 光栅 传感 器 ， 而提 高光栅 纳 米测 量的分 辨 率和精度 。 从
［ 关键 词 ］ 光栅 传 感 器 ； 次莫 尔条 纹 ； 号 ； 二 信 细分 电路 ［ 中图分 类号 ］ Ｎ １． Ｔ ９ １ ６ ［ 文献 标识 码 ］ Ｂ
２ 条纹细 分技 术发 展概 况
２０ 年 ，马修水 和 费业泰 提 出了一种 以计 量 光栅 为 ０６
基础 的基 于 二 次莫 尔条 纹信 号 的新 型光 射 ，再经 指 示光栅 形成 二 次莫 尔 条 纹， 接 受面发 生干涉 ， 通过 细分 电路 实现纳 米 级测 量。 在 再 ２０ 年 ， ０ ８ 楚兴 春 、 吕海 宝、 尚弘利用 长度 ４０ ｍ， 赵 ０ｍ 栅 距 ｌＩ 计量 光 栅 的± 级衍 射 光生成条 纹 图，实现 了条 Ｏｍ ｘ ５ 纹 的 １ 光 学细 分。然后 提 出一种基 于傅 里 叶变换 时移 Ｏ倍
特性的条纹细分新方法，利用相邻两帧条纹图同一位置 处 相位 的 变化 实现 了高达 １０ 倍 的条 纹 电子细 分 。 ００
３ 基 于二 次莫 尔条 纹 纳米光 栅传 感器
图 １ 马修 水和 费 业泰 教 授提 出的纳 米光 栅 测 量原 为
理 图。指示光栅 ｂ和指示光栅 ｃ固定在同一测量基尺上， 标尺 光 栅 ａ分别 于 指 示光 栅 ｂ 指 示光栅 ｃ 生两 组 一 和 产 次莫 尔条 纹信 号 ，利用 透 镜 ６和 ８ 来调 整 一 次 莫尔 条纹

基于梯 形函数 逼近 的光栅数字细分算法
李
朋， 等
基 于 梯 形 函数 逼 近 的光栅 数 字细 分 算 法
Ｇｒ ｔ ｇ Ｄｉ ｔ ｌ ｂ ｖｓｏ ｇ ｉ ｍ ａ ｅ ｎ ｔ ｅ Ｔｒ ｐ ｚｕ Ｆ ｎ ｔ ｐ ｏａ ｈ ａ ｉ ｇｉ ｎ ａ Ｓｕ ｄｉｉｉｎ Ａｌｏｒ ｈ Ｂ ｓ ｄ Ｏ ｈ ａ ｅ ｉ ｍ ｕ ｃ ｉ Ａｐ ｒ ｃ ｔ ｏｎ
１ 梯 形 函数 逼近原 理
在理想状况下 ， 从光栅码 盘输 出的 四路 信号 经差
中 图分类 号 ：Ｔ ３ １＋． Ｐ０ ６ 文献标 志码 ：Ａ
Ａｂ ｔａｃ ： Ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｅ ｔｒ ｓｏ ｒ ｔｎ ｉｎ ｌ ｎ ｒ ｐ ｚｕ ｆ ｎ ｔｏ ｔｅ ｎ ｗ ｍｅｈ ｄ ｏ ｉｉａ ｕ ｄｉｉｉｎ ａｇ ｒｔｍ ｏ ａｉ ｇｓｇ ａｓｉ ｓｒ ｔ ａ ｅ ｎ ｔｅｆａｕ ｅ ｆｇａｉｇ ｓｇ ａｓａ ｄ ｔａ ｅｉ ｍ ｕ ｃｉｎＩ ｈ ｅ ｔｏ ｆｄ ｇｔｌｓ ｂ ｖｓｏ ｌｏｉｈ ｆｒｇ ｔｎ ｉｎ ｌ ｓ ｒ ｐｏ ｏ ｅ ｒｐ ｓｄ． Ｂｙ ｕｉ ｇＡ／Ｄ ｏ ｖ ￣ｅ ，ｔ ｆｔ ｅｇ ａｉｇ ｓｇ ａｓａｅ ｓｍｐｅ ｗｉｅ ｅ ｃ ｓｎ ｃ ｎ ｅ ｒ ｗｏ ｏ ｈ ｔｎ ｉ ｌ ｒ ａ ｌｄ ｔ ｃ ａ ｈ，ａ ｄ ｉ ｃ ｏ ｄ ｎｃ ｔ ｈ ｏ ｅ ｏ ｈ ａ ｌ ａｕ ｓ ｒ ｎ ｎ ｎ ａ ｃ ｒ ａ ｅ ｗｉ ｔ ｅ ｚｎ ｆｔ ｅ ｓｍｐ ｅｖ ｌｅ ， ｈ ａ ｐ ｏ ｒａｅｔａ ｅ ｉｍ ｕ ｃｉｎ ｆｒ ｌ ｓ ｅｅ ｔｄ ｏｒｆｔ ｎ ｔｅ ｕ ｖ ｂ ｔ ｅ ｗｏ ｓ ｍｐｉｇ ｐ ｉｔ ， ｔｕ ｅ ｈ ｓ ｉ ｅｅ ｃ ｏ ｈ ｗｏ ｐ ｒ ｐｉｔ ｒｐ ｚｕ ｆｎ ｔｏ ｏｍｕａ ｉ ｓｌｃｅ ｆ ｔ ｇ ｈ ｃ ｒ ｅ ｅｗｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｏｎ ｓ ｈ ｓ ｔ ｐ ａｅ ｄｆ ｒｎ ｅ ｆ ｔｅ ｔ ｉ ｉ ｎ ｈ ｓｍｐｉ ｇ ｐ ｉｔ ｓｃ ｌｕａｅ ｏｒ ａｉｅｔｅ ｓ ｄｖｓｏ ｆｇａｉｇ ｓｇ ｌ．Ｐ ａ ｔ ａ ｐ ｌ ａｉｎｉ ｄｃ ｔｓｔａ ｈ ａｃ ｌｔｏ ｒｃ ｄ ｒ ｓｓｍｐｅ， ａ ｌｎ ｏｎｓｉ ａｃ ｌｔｄ ｔ ｅ ｌｚ ｈ ｕｂ ｉｉｉｎｏ ｒ ｔ ｉｎａｓ ｒ ｃｉ ｌａ ｐｉ ｔ ｎ ｉａｅ ｈ ｔｔｅｃ ｌｕａｉｎ ｐ ｏ ｅ ｕ ｅｉ ｉ ｌ ｎ ｃ ｃ ｏ ａ ｄ ｂ ｔ ｒｓ ｂ ｉｉｉｎ ｒ ｓ ｌ ｉ ｂａｎ ｄ ｎ ｅｔ ｕ ｄｖｓｏ ｅ ｕｔ ｓｏ ｔｉｅ ． ｅ Ｋｅ ｗｏｒ ： Ｃｏ ｒｅ ｃ ｄ Ｐ ｅ ｉｅ ｃ ｄ Ｇｒｔｎ ｉｎ ｌ Ｓ ｍｐｉｇ ￣ｅ ｕ ｎ ｙ Ｄｉｉ ｌｓ ｂ ｉｉｉｎ Ｆ ｃｉｎ ａ ｐ ｏ ｃ ｙ ｄｓ ａｓ ｏ ｅ ｒｃｓ ｏ ｅ ａｉｇ ｓｇ ａ ａ ｌ ｎ ｑ ｅｃ ｇｔ ｕ ｄｖｓｏ ｕｎ ｔｏ ｐ ｒａ ｈ ａ

MSP430波特率的计算给定一个BRCLK时钟源，波特率用来决定需要分频的因子N：N = fBRCLK/Baudrate分频因子N通常是非整数值，因此至少一个分频器和一个调制阶段用来尽可能的接近N。

如果N等于或大于16，可以设置UCOS16选择oversampling baud Rate模式注：Round()：指四舍五入。

Low-Frequency Baud Rate Mode Setting在low-frequency mode，整数部分的因子可以由预分频实现：UCBRx = INT(N)小数部分的因子可以用下列标称公式通过调制器实现：UCBRSx = round( ( N –INT(N) ) × 8 )增加或减少UCBRSx一个计数设置，对于任何给定的位可能得到一个较低的最高比特误码率。

如果确定是这样的情况UCBRSx设置的每一位必须执行一个精确的错误计算。

例1：1048576Hz频率下驱动以115200波特率异步通讯ACLK = REFO = ~32768Hz, MCLK = SMCLK = default DCO = 32 x ACLK = 1048576Hz。

N = fBRCLK/Baudrate = 1048576/115200 = ~9.10UCBRx = INT(N) = INT(9.10) = 9UCBRSx = round( ( N –INT(N) )×8 )= round( ( 9.10 –9) × 8 )=round(0.8 )=1UCA0CTL1 |= UCSSEL_2;// 选SMCLK为时钟UCAxBR0 = 9;UCAxBR1 = 0;UCAxMCTL = 0x02;//7-4:UCBRFx,3-1:UCBRSx,0:UCOS16UCBRSx 为寄存器UCAxMCTL的1-3位，所以写入0x02(00000010)例2：32768Hz频率下驱动以2400波特率异步通ACLK = REFO = ~32768Hz, MCLK = SMCLK = DCO ~1.045MHzN = fBRCLK/Baudrate = 32768/2400 = ~13.65UCBRx = INT(N) = INT(13.65) = 13UCBRSx = round( ( N –INT(N) )×8 )= round( ( 13.65 –13) × 8 )=round(5.2)=5UCA0CTL1 |= UCSSEL_1; // 选ACLK为时钟UCAxBR0 = 13;UCAxBR1 = 0 ;UCAxMCTL = 0x0A;//7-4:UCBRFx,3-1:UCBRSx,0:UCOS16UCBRSx为寄存器UCAxMCTL的1-3位，所以写入0x0A(00001010)Oversampling Baud Rate Mode Setting在oversampling mode 与分频器设置如下:UCBRx = INT(N/16)第一个调制阶段设置如下：UCBRFx = round( ( (N/16) –INT(N/16) ) × 16 )当要求更精确时，UCBRSx也可以被设置成0-7。