圖1 系統原理圖

１、系統軟件

系統的軟件流程圖如圖2所示。

圖2 系統軟件流程圖

２、初始化

　　初始化部分主要完成以下功能。

　　負責系統時鐘的初始化，使系統工作頻率為DCO指定的標準8MHz時鐘。

　　配置系統的端口，由于芯片引腳功能復用，這一過程就顯得尤為重要。通過設定SD16AE和SD16INCTL0，使得P1.0和P1.1的工作狀態分別為A0+、A0-。設定P2.6、P2.7為通用IO口，其中P2.6用作調整PGA的控制信號，P2.7用作數據傳輸的通道。

　　初始化系統的AD轉換器，采用系統內部的參考電壓，由于輸入頻率最多只能為1.1MHz，故將系統主頻率8分頻輸入。MSP430F2013中ADC沒有輸入緩存，在緩存模式選擇中關閉緩存。系統用來測量連續變化的物理量，設定系統為連續轉換模式。

３、測量

　　測量時打開中斷，當有測量結果產生時，產生中斷，中斷標志位置位，測量結果存放在轉換結果寄存器中，當從轉換結果寄存器中讀出測量結果后，中斷標志位自動復位。所以讀取轉換結果時只需查詢中斷標志位即可。

　　測量結果濾波采用中位值平均濾波法，每個測量值采樣10次，去除最大值和最小值，其余8個值取算術平均值。

　　

　　這種算法能夠有效地克服因偶然因素引起的波動干擾，尤其適用于溫度、液位等變化緩慢的物理量。

　　測量時使用內部參考電壓，測量信號的電壓輸入范圍為0～500mV，當輸入信號滿量程輸入，模數轉換輸出的最高位不為1時，可進行信號放大，最大放大倍數可達32。當輸入信號的放大倍數為N時，輸入信號的范圍會相應地縮小為原來的1/N。例如，當選擇PGA的放大倍數為2倍時，測量信號的電壓輸入范圍為0～250mV。

　　整個測量過程用偽代碼表示如下。

　int measure (void)
　{ int i； if ( SET==1 ) { 調整增益；}For (i=0;i<10;i++){ 等待轉換結果產生； 讀取并保存轉換結果；}累加轉換結果；查找最　大值與最小值；中位值平均濾波；返回測量結果；}

４、數據傳輸

　　數據發送按幀發送，幀結構如圖3所示。

圖3 數據幀結構圖

　　每幀數據包括同步碼，AD轉換結果和檢驗碼，幀的同步可以采用特定的同步碼或者間隙同步，這里采用第二種方法。在數據幀發送時，首先拉高數據發送線，拉高的時間為發送16個數據位的時間，幀頭高電平的間隙用作數據幀的同步。

　　奇偶校驗碼作為一種檢錯碼雖然簡單,但是漏檢率太高。在計算機網絡和數據通信中用得最廣泛的檢錯碼,是一種漏檢率低得多也便于實現的循環冗余碼CRC。CRC生成多項式階數越高，誤判的概率越小。本文采用CCITT-16，其生成多項式為g(x)=x16+x15+x5+1。實現CRC的方法一般有兩種：直接計算和查表。由于查表法至少需要1kb的空間用來存儲表值，所以這里采用直接計算的方法。

　　數據傳輸時使用單線串行輸出，用口線模擬串行發送，發送字節時在口線上依次發送如圖4所示數據（數據為0時拉低口線電平，數據為1時拉高口線電平），位持續時間根據波特率計算，本應用中設定波特率為9600b/s。當沒有數據發送時，輸出口線上維持高電平。

圖4 發送字節的順序示意圖

　　數據發送最后通過光耦隔離，使得現場和數據的輸出隔離，同時可以根據后級系統輸入的需要簡單地更改電路。