一·基于MSP430 单片机的电源监控管理系统（单片机论文）
引言
大功率直流开关电源由PFC 和DC-DC 变换器组成，为了提高可靠性，并能够对其进行脱机或远程监控管理，在开关电源模块内设置监控管理系统。该系统对电源故障类进行监控，对电源输出的电压电流进行自动设定和调节，通过串行通信接口，与远程中心监控站进行远程监控和管理，这一功能在通信系统基站供电系统中尤为重要。本文提出了一种基于MSP430单片机的电源监控管理系统的设计和实现。
1 系统结构和硬件电路设计
系统的整体设计结构如图1所示。本系统采用的核心芯片为TI公司推出16位系列单片机MSP430。MSP430具有集成度高，外围设备丰富，超低功耗等优点。单片集成了多通道12bit的A/D转换、片内精密比较器、多个具有PWM功能的定时器、片内USART、看门狗定时器、片内数控振荡器（DCO）、大量的I/O端口以及大容量的片内存储器，采用串行在线编程方法，单片可以满足绝大多数的应用需要。 MSP430的这种高集成度使应用人员不必在接口、外接I/O及存储器上花太多的精力，而可以方便的设计真正意义上的单片系统，在许多领域得到了广泛的应用。下面介绍该系统可以实现的功能和基于MSP430F149的电控系统的设计。
1.1 系统功能：
a．开机控制。上电后，单片机开始工作，按下电源键，点亮指示灯后，将电网220V接入PFC，开关电源启动工作，然后接于负载。
b．电压设定和调节。用单片机A/D口采集开关电源的输出电压值，并显示于液晶屏上，通过单片机控制数字电位计调节输出电压值，实现自动调节；或者通过键盘的左右键选出电压调节页面，用上下键进行手动调节；也可以通过通信接口实现远程调节。
c．电流调节。多台开关电源并联使用时，要求各台电源的负载电压相等。单片机A/D口采集转换成电压值的负载电流值，通过通信口得到各台电流值，取电流平均值，控制数字电位计调节输出电压，使输出负载电流达到平均值；或者通过键盘的左右键选出电流调节页面，用上下键进行手动调节。
d．故障报警。单片机通过光电耦合器检测到各项输入输出故障时，扬声器产生蜂鸣，相应的报警灯闪烁，并在液晶屏上显示故障类型及处理方法。
e．监测。单片机A/D口对电网电压，输出电压，输出电流进行采集测量，当出现超限时进行报警。
f．通信。包括单片机与各台开关电源间的通信和单片机与中心监控站的通信。
1.2 电压调节电路
电压调节电路由单片机、数字电位计X9313和可调分流基准芯片TL431组成，其电路原理图如图2所示。Xicor9313是固态非易失性电位器，可用作数字控制的微调电位器。TL431是TI生产的一个有良好的热稳定性能的三端可调分流基准源，它的输出电压用两个电阻就可以任意地设置到从VREF（2.5V）到36V范围内的任何值。工作时，单片机的一个IO控制INC计数输入脚，为其提供计数脉冲，此输入端为下降沿触发。另一个IO控制U/D升降输入端，当U/D为高电平时，X9313内部计数器进行加法计数，VW端的输出电压上升，由于VW接地，使VH端电压降低，而TL431的REF输出端电压为恒定的2.5V，从而使Vcc处输出电压升高；同理当U/D为低电平时，Vcc处输出电压降低，这样就实现了电压输出调节。
1.3 模拟数据采集
MSP430F149内嵌入一个高精度的，具有采样与保持功能的12位ADC转换模块，内部提供各种采样与保持时钟源。MSP430有8个外部输入通道可选, 最高采样速度可达200KHZ，并且还内置温度传感器,可以测量芯片内的温度，如果测量温度高于或低于预设的温度是，可以通过外接部件显示告警信息，同时具有6种可编程选择的内部参考电压。该转换模块为一些需要模拟量采集的场合提供了便利。我们选择的参考电压是0～2.5V，这样MSP430F149的AD分辨率就是2.5/4096 = 0.61V左右。由于输入的模拟电压量较高，不能直接与单片机的ADC采样端口相连，因此用串联一个滑动变阻器的方法进行了降压处理，成功解决了上述问题。
1.4 人机对话设计
系统的人机操作界面由液晶显示屏、指示灯和键盘组成。液晶选用的是基于T6963C 的液晶模块YM12864。键盘采用的是3×3 的阵列接法，系统采用了图形用户界面，操作简单易行，显示实用美观。工作时，液晶屏可以实时显示采集到的电网电压、输出电压、输出电流及各种报警信息，操作相应键盘可以进行显示页面的切换，对输出电压，输出电流进行自动、手动及远程控制调节。当有报警信息产生时，相应得指示灯会闪烁警示，同时与单片机连接的扬声器会产生报警蜂鸣声，以提醒操作人员做出相应的处理。
2 系统软件设计
430 支持汇编语言和C 语言两种语言编程,因此可以在一个工程文件中同时用两种语言,使用汇编语言,便于在调试时寻找逻辑和指令的联系及地址的定位正确与否。使用C 语言进行编程大大减少了工作量,编好后的程序可读性好,易于修改和维护。开发工具使用IARSystems 公司的IAR Embedded Workbench，它集成了编辑、编译、链接、下载与在线调试（Debug）等多种功能，使用方便，并具备高效的C 语言编译能力。
考虑到软件开发效率及可维护性，系统软件设计遵循模块化的编程思想，将系统功能划分为几个相对独立的功能模块。它们包括：液晶显示模块、AD 转换模块、按键监测响应模块、报警监测响应模块、电压电流调节模块、数据处理模块、通信模块。每个模块都要进行独立的测试，最后结合到一起。整个系统的软件流程图如图3 所示。
按键监测模块是其中的重要组成部分，它控制着AD转换的启动，显示页面的切换，及电压电流的自动调节，手动调节，远程调节的启动和切换。报警监测模块对开关电源的保护起着至关重要的作用，它实时的监测着开关电源是否出现故障，当发生输入电压过压，输入电压欠压，PFC故障时应切断总电源，当发生输出电压过压，输出电压欠压，模块过热，及IPM保护故障时应关断DC-DC变换器。
在对各模块进行整合时，要注意各中断之间的冲突。由于在MSP430 的中断优先级中，ADC12 采样转换中断优先级高于TIMERA 中断，因此当在响应TIMERA 中断的过程中会执行ADC12 采样转换中断，或者TIMERA 的中断响应被迫延迟，这样就会影响在TIMERA中断中执行的报警监测响应程序，不能达到对开关电源故障类的实时检测。在本系统中，利用按键控制ADC12 采样转换中断的启动和关闭，从而解决中断冲突。
3 结论
本文在基于MSP430F149电源监控管理系统的设计和实现的基础上对MSP430的系统设计做了讨论，提出并解决了在设计中出现的问题。本文作者的创新点:利用MSP430的系统结构简单,外围电路少,效率高的特点,设计实现了简洁直观、使用方便、操作全程汉字提示、监控能力强、运行稳定、安全可靠的电源监控管理系统,大大降低了成本,取得了相当可观的经济效益，满足实际需求。
二·C语言论文：
嵌入式以门槛高，入门难的方式拦截了无数的学者。然而单片机作为嵌入式的入门课，如何以一种正确的方法学习单片机将关系到是否能学习好嵌入式。
纵所周知，学习嵌入式先玩ptotel，再做单片机。Protel简单的来说就是一个做PCB板的纯英文的软件。学习ptotel前必需具备一定的电路基础和英语能力，电路基础我想大部分同学都是有的，而英语这一块却是许多人所头疼的。这对英语基础差的同学是一种打击，再者如果毅力不强，我想你是自学不下去的。毅力是学任何东西所必需的一种能力、素质，是一种遇挫折而不言败的决心。
不管学的是protel还是单片机，首先要找一个能够指导你的人。何谓指导，指导并不是说他要一步一步地教你去做，而是一个在关键时刻能够为你指出一条道路的人。
我认为学习嵌入式方法最重要，在学protel和单片机之前应该想办法了解关于学习它们的方法。比如说protel吧，许多人理科的学生都是以一种纯理解的角度去学的，画一个导线、元件问一下为什么要这样画，生成网络表也追根溯源地问个网络表的由来。其实许多东西只是懂用就行，理论的东西懂得再多不懂用也是枉然的。
所以学习protel有地方不懂你就问你的指导员，有许多的东西是规定死了的，不是你想半天一夜就可以为你而改变的。这不同于软件设计，软件设计在你的苦思之下也许可以找到另一种更好的方法。
单片机嘛，不得不承认中国没一本单片机好书。我学习单片机的时候看过的单片机书有七本，大多数都是不尽人意的。在这里我冒昧地说：中国人写书确实缺乏一点“读者至上”的原则。我所看过的单片机书我想有很多都是以他的角度去写的，没有几个人是站稳在读者的角度上写的。书上的章节注释极不清楚，许多重要的地方都是没有说明的，说句不好听的话，作者似乎以为读者的水平也像他一样高。而外国人的书呢，同样的书，同样的知识点，有同样的中国人的书的两三倍那么厚，这是为什么。这是因为外国人的书点点滴滴都是面向着读者的。注释、说明、总结应有尽有。所以，我在这里发表一个也许同胞会扔鸡蛋到我身上的观点，那就是：不管学什么，优先选择外文翻译书，或是纯英文书。得到一本好书对我们的影响极为巨大。这一部分我用一句话来总结就是：中国人的书适合教学，而外国人的书不仅适合教学还适合自学。
中国人的单片机书往往都是先介绍单片机的内部结构、中断，定时器，然后再到I/O口。一开始就让我们学习单片机内部结构，中断、定时器的内部结构和原理，把我们弄得一塌糊涂的时候再和我们讲例子，怎样去操作实验板。如果自学的话我想许多同学是学不下去的，干嘛要把非得把单片机的内部结构像解剖学一样弄个彻底才实践去应用它呢？即使你把单片机全解剖清楚了还是不会用你手中的这块实验板的。我觉得如果在学单片机之前没有学过汇编语言就直接用C语言学的话，即使学完了单片机，对单片机的内部结构和单片机的工作原理也是不清楚的。学了汇编之后再学单片机的话效果将会好得多，所以不要心急，有些东西是急不来的。
所以我认为学习单片机要在实践中学习，先实践再去了解它的结构和原理，如果你实在不能了解它的结构和原理那也无所谓的，只要你懂得用就可以了！（没学过汇编的只能这么说了）
我们可以先从 I/O口学习，看一些例子烧录些程序，再看一下现象，之后再尝试了解一下所要用到的单片机的内部结构，最后在这个现象的知识基础上，编一个自己想要的程序、现象出来。这样学习的话既不无聊，成就感也有了。为什么有些人可以把学习当一种快乐，而许多人在唉声叹气，我想有一部分是出自这个原因。
不同的实验板有不同的PCB图，所以I/O的操作也是有所不同的。不过操作的原理都是一样的，有些同学可能会抱怨教程里的实验板和自己手中的实验板不同，这是大可不必多虑的。I/O这一步在调试中看现象的理念很重要，比如改变一个语句会产生何种现象，为什么会产生，这些都是要在调试中掌握的。
中断的学习方法也是类似的，先实践发现有陌生的地方就去查看相应的寄存器，等实现了自己想要的现实再慢慢地解剖一下单片机的寄存器，这样学起来会更有意义，记得更牢。中断也没复杂的东西的，只不过学几个中断函数，优先级之类的。有一定C语言基础的同学在优先级这一块可以联系C语言中运算符的优先级，我相信有了C语言基础定义一两个中断函数也不是什么问题了的。
我学过的单片机的内容在我文档的实例之中，实例的数量不多，但这些都是直接点击单片机知识点的。随着我的学习渐渐地深入后我再把我实现过的东西写入实例之中吧。
希望对你有所帮助，祝成功！
1、论文题目：要求准确、简练、醒目、新颖。
2、目录：目录是论文中主要段落的简表。（短篇论文不必列目录）
3、提要：是文章主要内容的摘录，要求短、精、完整。字数少可几十字，多不超过三百字为宜。
4、关键词或主题词：关键词是从论文的题名、提要和正文中选取出来的，是对表述论文的中心内容有实质意义的词汇。关键词是用作机系统标引论文内容特征的词语，便于信息系统汇集，以供读者检索。 每篇论文一般选取3-8个词汇作为关键词，另起一行，排在“提要”的左下方。
主题词是经过规范化的词，在确定主题词时，要对论文进行主题，依照标引和组配规则转换成主题词表中的规范词语。
5、论文正文：
（1）引言：引言又称前言、序言和导言，用在论文的开头。 引言一般要概括地写出作者意图，说明选题的目的和意义, 并指出论文写作的范围。引言要短小精悍、紧扣主题。
〈2）论文正文：正文是论文的主体，正文应包括论点、论据、 论证过程和结论。主体部分包括以下内容：
a.提出-论点；
b.分析问题-论据和论证；
c.解决问题-论证与步骤；
d.结论。
6、一篇论文的参考文献是将论文在和写作中可参考或引证的主要文献资料，列于论文的末尾。参考文献应另起一页，标注方式按《GB7714-87文后参考文献著录规则》进行。
中文：标题--作者--出版物信息（版地、版者、版期）：作者--标题--出版物信息
所列参考文献的要求是：
（1）所列参考文献应是正式出版物，以便读者考证。
（2）所列举的参考文献要标明序号、著作或文章的标题、作者、出版物信息。
C51语言应用编程的若干问题
摘 要 简要介绍了Franklin C51交叉编译器的特点，较详细地讨论了C51语言程序设计的基本技巧及其与汇编语言程序的混合编程、中断处理过程等实际问题，并给出了相应的处理程序。
关键词 Franklin C51编译器 汇编语言 结构化设计 模块 中断
--------------------------------------------------------------------------------
在研制单片机应用系统时，汇编语言是一种常用的软件工具。它能直接操作硬件，指令的执行速度快。但其指令系统的固有格式受硬件结构的限制很大，且难于编写与调试，可移植性也差。随着单片机硬件性能的提高，其工作速度越来越快，因此在编写单片机应用系统程序时，更着重于程序本身的编写效率。而Franklin C51交叉编译器是专为80C51系列单片机设计的一种高效的C语言编译器，使用它可以缩短开发周期，降低开发成本，而且开发出的系统易于维护，可靠性高，可移植性好，即使在代码的使用效率上，也完全可以和汇编语言相比，因此目前它已成为开发80C51系列单片机的流行工具。
1 C51语言程序设计的基本技巧
C语言是一种高级程序设计语言，它提供了十分完备的规范化流程控制结构。因此采用C51语言设计单片机应用系统程序时，首先要尽可能地采用结构化的程序设计方法，这样可使整个应用系统程序结构清晰，易于调试和维护。对于一个较大的程序，可将整个程序按功能分成若干个模块，不同的模块完成不同的功能。对于不同的功能模块，分别指定相应的入口参数和出口参数，而经常使用的一些程序最好编成函数，这样既不会引起整个程序管理的混乱，还可增强可读性，移植性也好。
在程序设计过程中，要充分利用C51语言的预处理命令。对于一些常用的常数，如TRUE，FALSE，PI以及各种特殊功能寄存器，或程序中一些重要的依据外界条件可变的常量，可采用宏定义"＃define"或集中起来放在一个头文件中进行定义，再采用文件包含命令"＃include"将其加入到程序中去。这样当需要修改某个参量时，只须修改相应的包含文件或宏定义，而不必对使用它们的每个程序文件都作修改，从而有利于文件的维护和更新。现举例说明如下：
例1 对于不同的单片机晶振，程序取不同的延时时间，而且可根据外界条件的变化修改延时时间的长短。对于这样的程序，可利用宏定义和条件编译来实现。程序如下：
#define flag 1
#ifdef flag＝＝1
#define fosc 6M
delay=10;
#elif flag ＝ ＝ 0
#define fosc 8M
delay=12;
#else
#define fosc 12M
delay=20;
#endif
main()
{
for(I=0;I } 这样源程序不作任何修改就可适用于不同时钟频率的单片机系统，并可根据情况的不同取不同的delay值，完成不同的目的。 2 C51语言与汇编语言程序的混合编程 C51编译器能对C语言源程序进行高效率的编译，生成高效简洁的代码，在绝大多数场合采用C语言编程即可完成预期的目的。但有时为了编程直观或某些特殊地址的处理，还须采用一定的汇编语言编程。而在另一些场合，出于某种目的，汇编语言也可调用C语言。在这种混合编程中，关键是参数的传递和函数的返回值。它们必须有完整的约定，否则数据的交换就可能出错。下面就以力源公司的10位串行A/D转换器TLC1549 为例说明C语言程序与汇编语言程序的调用。 图1 TLC1549管脚图 1549的管脚图和时序图分别如图1和图2所示，假定DATA OUT接P1.0， 接P1.1，CLOCK接P1.2。 1549的具体特性请查阅有关资料。 图2 TLC1549时序图 例2 C语言程序与汇编语言程序的调用，其子程序如下： PUBLIC AD ；入口地址 SEG_AD SEGMENT CODE ；程序段 RSEG SEG_AD USING 0 AD: MOV R6,#00 MOV R7,#00 SETB P1.1 ACALL DELAY CLR P1.1 ACALL DELAY MOV R0,#10 RR0: SETB P1.2 NOP CLR P1.2 DJNZ R0,RR0 ACALL DELAY MOV 30H,R6 ；A/D转换的高 ；两位保存在R6中 ACALL CIR MOV R6,30H SETB P1.2 NOP CLR P1.2 MOV 30H,R6 ACALL CIR MOV R6,30H MOV R0,#8 ；A/D转换的低 ；8位保存在R7中 RR2: SETB P1.2 NOP CLR P1.2 MOV 30H,R7 ACALL CIR MOV R7,30H DJNZ R0,RR2 RET CIR: CLR C MOV C,P1.0 MOV A,30H RLC A MOV 30H,A RET END 在以上程序中，函数的返回值为一无符号整型数，根据调用规则，返回值的高位必须在R6中，低位在R7中，这样才可保证数据的传递不出错。另外，在调用过程中，必须注意寄存器的入栈。这样在以后用到A/D转换时，在C语言中调用汇编语言子程序AD（）即可。 3 C51中断处理过程 C51编译器支持在C源程序中直接开发中断过程，因此减轻了使用汇编语言的繁琐工作，提高了开发效率。中断服务函数的完整语法如下： void 函数名（void）［模式］ ［再入］interrupt n [using r] 其中n（0～31）代表中断号。C51编译器允许32个中断，具体使用哪个中断由80C51系列的芯片决定。r（0～3）代表第r组寄存器。在调用中断函数时，要求中断过程调用的函数所使用的寄存器组必须与其相同。"再入"用于说明中断处理函数有无"再入"能力。C51编译器及其对C语言的扩充允许编程者对中断所有方面的控制和寄存器组的使用。这种支持能使编程者创建高效的中断服务程序，用户只须在C语言下关心中断和必要的寄存器组切换操作。 例3 设单片机的fosc=12MHz，要求用T0的方式1编程，在P1.0脚输出周期为2ms的方波。 用C语言编写的中断服务程序如下： ＃include sbit P1_0=P1^0; void timer0(void)interrupt 1 using 1 { /*T0中断服务程序入口*/ P1_0=!P1_0; TH0=-(1000/256); /*计数初值重装*/ TL0=-(1000%256); } void main(void) { TMOD=0x01; /*T0工作在定时器方式1*/ P1_0=0; TH0=-(1000/256); /*预置计数初值*/ TL0=-(1000%256); EA=1; /*CPU开中断*/ ET0=1; /*T0开中断*/ TR0=1; /*启动T0*/ do{}while(1); } 在编写中断服务程序时必须注意不能进行参数传递，不能有返回值。 4 结论 C51编译器不但可以缩短单片机控制系统的开发周期，而且易于调试和维护。此外，C51语言还有许多强大的功能，如提供丰富的库函数供用户直接调用，完整的编译控制指令为程序调试提供必要的符号信息等等。总之，C51语言是广大单片机开发人员的强有力的工具。 1.2 C 语言的特点C语言的用途，定位及特点(论文)
C 语言发展如此迅速, 而且成为最受欢迎的语言之一, 主要因为它具有强大的
功能。许多著名的系统软件, 如DBASE Ⅲ PLUS、DBASE Ⅳ 都是由C 语言编写的。
用C 语言加上一些汇编语言子程序, 就更能显示C 语言的优势了, 象PC- DOS 、
WORDSTAR等就是用这种方法编写的。归纳起来C 语言具有下列特点:
1. C是中级语言
它把高级语言的基本结构和语句与低级语言的实用性结合起来。C 语言可以象
汇编语言一样对位、字节和地址进行操作, 而这三者是计算机最基本的工作单元。
2. C是结构式语言
结构式语言的显著特点是代码及数据的分隔化, 即程序的各个部分除了必要的
信息交流外彼此独立。这种结构化方式可使程序层次清晰, 便于使用、维护以及调
试。C 语言是以函数形式提供给用户的, 这些函数可方便的调用, 并具有多种循
环、条件语句控制程序流向, 从而使程序完全结构化。
3. C语言功能齐全
C 语言具有各种各样的数据类型, 并引入了指针概念, 可使程序效率更高。另
外C 语言也具有强大的图形功能, 支持多种显示器和驱动器。而且计算功能、逻辑
判断功能也比较强大, 可以实现决策目的。
4. C语言适用范围大
C 语言还有一个突出的优点就是适合于多种操作系统, 如DOS、UNIX,也适用于
多种机型。
