概述

在微机测控系统中，用作上位机的pc机系统与用作下位机的单片机之间经常要进行信息交换。目前的主流单片机和pc机内部均带有串行口，因而两者之间的通信可通过串行口完成。但是，在实际应用中有时主控pc机和单片机相隔很远，为保证数据能高速及时、安全的传至pc机，单片机与pc机之间采用rs485协议的串行通行较为合理。为了满足实时通信的需要，我们把接口电路做成全双工的形式。

实际应用中，需要把pc机传给单片机的一些数字量作显示，而这对于msp430单片机来说，运用液晶显示模块最合适，它可以把串口远程传输的量加以处理然后直观的用液晶作实时显示，这在实际生活中有较大的应用空间。 ti公司msp430系列单片机是一种超低功耗的混合信号控制器，其中包括一系列器件，它们针对不用的应用由不同的模块组成。在msp430a系列单片机中，液晶驱动作为一个片内外模块存在于msp430f4xx和mspx3xx等系列型号的器件中，利用这个特点，可以把pc机要传输的数据在msp430系列单片机的液晶模块驱动下直接显示。

硬件设计

485串行通信接口电路的设计

实际应用中，由于大多数普通pc机和单片机只有常用的rs232串口通信口，而不具备rs485通信接口，为了实现rs485协议的串行通信，必须在pc侧配置rs485与rs232间相互转换。单片机与pc机间的rs485通信总体硬件接口电路的框图如图1所示。

单片机侧接口电路设计

图2中max490是maxim公司的rs485接口芯片，内部结构如图3所示。max490支持单电源+5v工作，可以实现全双工通信。其中r0、d0端的电平标准如下：逻辑“0”为 0.5v—0.8v 之间，逻辑“1”在2.0v—vcc之间。工作状态为：当a端电压比b端电压高200mv以上，r0输出逻辑“1”，而当a端电压比b端电压低200mv，r0输出逻辑“0”；当di输入逻辑“0”，y输出低，z输出高，反之y输出高，z输出低。

单片机msp430串行通信模块的urxd、utxd电平符合ttl/cmos标准，当pc机的rxmcu有电平输入时，它首先通过6n137光电隔离，保护单片机不受干扰，由o脚输出到di，从而转化为rs485电平由y、z输出。反之，pc机的输出信号转换成max490 a、b端的输入，并首先转换为r0输出，然后经过光电隔离后最终由txmcu输出。

pc机侧接口电路设计

pc机侧电路的具体实现如图3所示，rs232的电平标准如下：逻辑“0”的电平范围为 5v-15v，逻辑“1”的电平范围为5v-15v。这里选用的max232a是maxim公司的rs232电平转换芯片。

当pc机的txdpc输出到r1in时候，首先由max232a转换成ttl电平由r1out输出，经过6n137光电隔离后输入di脚，从而转换为rs485电平由z、y输出。

同理，单片机输出信号转换成的rs485电平信号输入a、b脚，经过max490转换成ttl电平，再经过光电隔离最终由rxdpc输出。必须强调的是在电路的连接中pc侧接口电路中的max490芯片引脚rsout+，rsout-必须和单片机侧max490芯片引脚rsin+、rsin-两两错开相连，这样才能正常的通信。

液晶驱动及显示电路设计

在系统中，我们需要把pc机传给单片机信息里面的一些关键的数字量作显示，对于msp430单片机来说，运用液晶显示模块是最为合适的，可以把串行口远程传输的量加以处理然后直观的用液晶作实时显示，这在实际生活中有较强的应用空间。这里所提到的液晶是不带任何驱动电路的，这样我们可以进一步自己定制液晶块，理论上可以显示任何信息。

msp430a器件上的液晶显示器的控制/驱动将简化液晶显示器的显示。不同型号的液晶驱动能力不同，在设计中我们采用 msp430的41x系列，有96段驱动能力。

液晶的驱动有4种方法：静态，2mux或1/2占空比，3mux或1/3占空比， 4mux或1/4占空比。对于不同系列、不同型号的液晶驱动原理，控制方法都是一样的，不同点在于驱动液晶段数不一样，或可显示信息的多少不一样。在实验中我们采用4mux。图4所示为msp430液晶驱动模块的概图。

其中需要注意以下两点：

（1）液晶的偏压。由于液晶驱动使用交流电压，所以必须根据液晶的工作模msp430进行偏压设置，具体的操作是:static模式下，r33开路，r03-r23接地，2mux模式下，分别在r33、r13以及r13、r03之间接上10k的电阻；3/4mux模式下，分别在r33、r23之间，r23、r13以及r13、r03之间接上10k的电阻，这样就能保证com0-com3出来供给液晶块的电压符合要求，如图5所示。

（2）频率的设置。msp430有三种时钟aclk（辅助时钟）、mclk（主时钟）、smclk（子时钟），其中液晶的驱动频率fclk来自aclk。在xtin和xtout之间接上振荡频率为32khz的晶振，fclk可以根据需要选为1024hz、512hz、256hz、128hz等。 由frfq0和frfq1的设置可以满足不同液晶对频率的要求，其中flcd=2*mux（rate）*f（framing）。

例如：采用3mux，已知f(framing)=100hz-30hz，

由f(lcd)=2*mux(rate)*f(framing)=6*f(framing)，

可知f(lcd)=180hz-600hz。可选择的f(lcd)为1024hz、512hz、256hz