基于MSP430单片机的简单门禁系统

一、课设选题

基于MSP430单片机的门禁

 

二、选题介绍

门禁系统通过6位密码的键入，然后与设定密码比较，若相同，门开启（电动机转动），同时人数计数器加一。若不同，按AC键清零，重新键入密码。

三、课设设备

MSP430F6638实验箱    1台

电脑1台

四、前期准备

4.1、硬件设备

DY-FFTB6638 V3.0硬件实验系统

本次实验主要用到的硬件模块有：

a、KeyBoard模块和

b、LED Segment模块

c、TM1638驱动芯片

d、DC motor模块和DRV8833驱动芯片

4.1.1、Keyboard模块

 

 

简单介绍：矩阵键盘（key board）的读取

矩阵按键的识别利用行列扫描交叉点，如果按下，该交叉点的值由0变1。

键盘扫描程序一般应包括以下内容：                       

（1）判别有无键按下。  

（2）键盘扫描取得闭合键的行、列值。                  

（3）用查表法得到键值。  

（4）判断闭合键是否释放，如没释放则继续等待。  

（5）将闭合键键号保存，同时转去执行该闭合键的功能。

 

4.1.2、LED Segment模块

 

4.1.3、TM1638驱动芯片

简单介绍：TM1638是带键盘扫描接口的LED（发光二极管显示器）驱动控制专用电路，内部集成有MCU 数字接口、数据锁存器、LED 高压驱动、键盘扫描等电路。

TM1638管脚功能说明：

符号

管脚名称

说明

DIO

数据输入/输出

在时钟上升沿输入/输出串行数据，从低位开始；

 

   STB

 

      片选

在上升沿或者下降沿初始化串行接口，随后等待接受指令，STB为低后的第一个字节作为指令，当处理指令时，当前其他处理被终止。当STB为高时，CLK被忽略；

CLK

时钟输入

上升沿输入/输出串行数据；

K1~K3

键盘数据输入

输入该教的数据在显示周期结束后被锁存；

SEG1~SEG8

输出（段）

段输出（也用按键扫描），P管开通漏输出；

SEG9~SEG10

输出（段）

段输出，P管开通漏输出；

GRID1~GRID8

  输出（位）

位输出，N管开漏输出；

VDD

逻辑电源

5V + 10%；

GND

逻辑地

接系统地；

4.1.4、DC motor模块和DRV8833驱动芯片

 

电机驱动芯片DRV8833简单介绍

 

A、双通道H桥电流控制电机驱动器，能够驱动两个直流（DC）电机或一个双极性步进电机、低MOSFET导通电阻、HS+L360mΩ

B、PWM绕组电流调节/限制

C、电源电压范围 2.7V~10.8V

 

4.2、软件设备

4.2.1、MSP430的两种主要集成开发环境 (IDEs):

Code Composer Studio version 5 (CCSv5)

IAR Embedded Workbench (EWB) IDE

其中，CCSv5是TI官方提供的IDE，IAR是第三方软件。这两种软件均支持用汇编语言和C语言开发。并且本次软件也配置CSSv5。

4.2.2、CCSv5 安装

1、CCS的安装过程主要包括接受协议和选择安装目录、安装模式、安装组件、处理器等。

 

 

    

2、安装完成后，第一次打开CCSv5需要设置工作目录

 

4.3 CCSv5 工程开发

4.3.1、工作区（workspace）目录

建立一个工作区：目录包含所有元素(工程，工程的链接，可行性源代码) 用于开发:

 

默认: C:\Users\<user>, C:\Documents and Settings\<user>

为你所有的工程使用单一目录: 检查 使用该目录为默认。

可维持多个workspace（工作区），每个工作区又可以维持多个工程，但是只能有一个工程活跃

4.3.2、新建工程

首先打开CCS并确定工作区间，然后选择Project ->New CCS Project创建工程，注意选择工程名、输出类型、工程位置、芯片型号等。

 

 

a、输出类型：

可执行（ Executable ）： 构建一个完整的可执行程序；

静态库（Static Library）：其他工程所使用的功能集合；

b、选择芯片类型：

选择家族: MSP430；

选择系列:MSP430x6xx Family；

选择型号: MSP430F6638；

c、Project Templates and examples：

可选工程模板，包括标准C和汇编的工程或空工程等；

4.3.3、新建.h或.c文件

 

a、导入现有的.h或.c文件

将现有的源文件添加到工程，选择Project --> Add Files....  

Copy(副本)或 Link(创建一个快捷方式)文件;

 

b、导入现有文件夹

将现有的源文件添加到工程，选择Import… -> General ->File System

建议：文件导入最好采用copy的方式，文件夹导入采用link的方式

4.3.4、导入已有工程：

首先打开CCS并确定工作区，选择Project ->Import Existing CCS/CCE Eclipse Project弹出导入工程对话框。

 

4.3.5、激活工程：

       

工程浏览视图中显示了所有打开的工程，但是一个工作区不能被多个运行的CCS实例共享，即在同一时刻，只能有一个CCS实例是处于active状态的。

4.3.6、启动调试器

创建一个工程之后的下一步就是是运行程序的调试器，下面有三种调试工具：

TI官方MSP430专业仿真器：FET430UIF；

Launchpad板载仿真器外接（推荐）；

自制板载仿真器；

Build（编译）                   基本调试    

Debug（调试） 程序复位到main 

全速运行                     芯片复位

设置断点   退出运行

4.3.7、通过USB连接目标板至PC

 

五、遇到的问题以及解决方法

问题1、设置密码时，无法得到预期的效果

原因：设置六位密码是，由于数字过大，发生整数转换，造成截断。

尝试解决办法：换成了四位密码，避免了上述警告，但是也无法得到期望的结果。

最终解决方法：设置两个数组。其中一个为passwd_set数组，设定密码，另外一个保存键入的密码，然后通过for循环，比较是否两个数组完全相等，相等则电机转。

 

问题2、最初只能键入一次且只能键入六位密码。

原因：在循环中运用break语句错误，没有正确的跳出它所在的loop。

解决方法：将AC按钮作为清零键，且同时产生一个标签，该标签作为break语句执行的条件语句。

 

问题3、电机无法自主停止

原因：若电机执行，它并不会转动一段时间而停止

尝试解决办法：调用延时函数，可是只是暂时的解决了这个问题，一定时间后，电机还是会启动。

最终解决方法：电机启动过后，调用一定的延时，然后执行电机不使能语句。

 

问题4、键入密码错误，之前密码痕迹并没有抹除

尝试解决办法：将数码管自动写入0值，但是也无法解决这个问题。

最终解决办法：将数码管设置0值（不是写入值），然后清楚所有显示。

 

问题5、输入密码正确时，按AC电机会继续开启，人数计数器加一

原因：比较之后，寄存器没有清零

最终解决办法：将每个数码管自动写入0，表示清零。

六、程序

见附录

1、直流电机（DC motor）的头文件及源程序

2、电机驱动DRV8833头文件及源程序

3、TM1638驱动芯片、KeyBoard和LED Segment的头文件及源程序

4、主程序