新型人机交互接口电路的设计及应用新型人机交互接口电路的设计及应用
用MSP430F449实现的人机接口电路，仅仅使用了一片MCU就实现了数字显示和键盘控制功能。在本电路中，
由MCU直接驱动LCD，无须外加驱动芯片，电路结构简单，功能完备，结果一目了然。应用该电路很好的实现
了电刺激器的人机对话，实际证明，这种键盘显示电路经济实惠，稳定性强，因而具有较高的实用价值。
1引言
在当今的各种实时自动控制和智能化仪器仪表中，
2LCD简介
LCD(Liquid Crystal Display)，即液晶显示器。液晶显示是通过环境光来显示信息的，它本身并不发光，因而功耗很低，只要
求液晶周围有足够的光强。LCD是人与机器沟通的重要界面，早期以显像管(CRT／Cathode Ray Tube)显示器为主，但随着
科技不断进步，各种显示技术如雨后春笋般诞生。LCD由于具有轻薄短小、低耗电量、无辐射危险、平面直角显示以
及影像稳定不闪烁等优势，逐渐占据显示的主流地位。
LCD的类型，根据其分类方式的不同而不同。如根据LCD显示内容的不同可以分为段式LCD和点阵LCD。根据LCD驱动方式的
不同可以分为静态驱动和多路驱动。
3MSP430F44X简介
MSP430F44X系列是TI公司最新推出的具有超低功耗特性的Flash型16位RISC指令集单片机[2]。该系列单片机性价比相当
高，在系统设计、开发调试及实际应用上都表现出较明显的优势。它主要应用在各种要求极低功率消耗的场合，特别适合用于
智能测量仪器、各种医疗器械、智能化家用电器和电池供电便携设备产品之中。
3.1系统结构
MSP430F44X的系统结构，主要包括：CPU、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、FLL+时钟系统(片内DCO+晶体振荡
器)、看门狗定时器／通用目的定时器(WatchDog)、ADCl2(12位A／D)、比较器A(精确的模拟比较器，常用于斜边(Slope)A／
D转换)、复位电压控制／电源电压管理、基本定时器(Basic Timerl)、定时器(Timer-a和Timer-B)、LCD控制器/比较器(多达
160段)、硬件乘法器、I/O口和串行口[4]。系列中各种具体的型号稍有差别。在本次设计中，具体选择MSP430F449作为人机
3.2片内外模块特性
MSP430F44X具有丰富的片内外围模块，其明显的特点是：具有48条I／0口线的6个并行口P1-P6，其中P1、p2具有中断能
力，同时具有2个可用于UART/SPI模式选择的串 行口 (USART0和USARTl)； 内含12位的A／D转换器ADCl2，快速执行
8×8、8×16、16×16乘法操作并立即得到结果的硬件乘法器；多达160段的LCD控制器／比较器，可以实现多种方式的驱动显
示；可以实现UART、PWM、斜坡ADC的16位Timer-A和16位Timer-B；非常灵活的时钟系统，既可用32768Hz的钟表晶振产
生低频时钟，也可以用450kHz-8MHz的晶体产生高频时钟，同时还可以使用外部时钟源或者用不同控制频率的DCO；多达几
十kB的Flash空间，这样数据既可以保存在片内的Flash信息存储器，也可保存在程序的Hash中的剩余空间。
4接口电路设计
4.1接口电路简图及说明
典型应用电路示意图。在该图中，LCD类型和键盘种类及数目的选择、下拉电阻的数值大小都必须认真考虑，硬件设计要满足
一定的工作时序关系，复位时预留缓冲时间和悬空部分引脚，晶振的选择要在适当的数值，必须保证交流驱动的频率在30Hz-
1000Hz范围内，其具体的情况请详细参考TI公司的相关资料[3]。
4.2段型液晶显示屏EDS820A简介
一般而言，LCD分为笔段型和点阵字符型及点阵图形型。笔段型主要是显示数字，常用于计数、计量和计时；点阵字符型用于
显示数字和西文字符；点阵图形型用于显示图形及字符。本设计中用到的EDS820A就是由西安新敏电子科技有限公司生产的
笔段型LCD。是该显示屏的各个引脚的逻辑功能表。
显而易见，该产品EDS820A是5位的液晶显示屏，它只有4个DP，用于显示小数点；COM端也只有一个，所以该LCD与
MSP430F449的管脚连接应该引起足够重视.
5软件设计
硬件连接电路图为例，编写了键盘控制及显示程序，程序在IAR Embedded Workbench编译通过。全部主程序包括详细的发
射和接收子程序，及初始化和等待键盘输入转换、显示等等，值得注意的是发射与接收的控制要适当。
该程序是用汇编编写的。程序实现的是等待按键输入，读取键值，最后进行键值处理和显示的功能。
检测是否有键按下是通过KEY是否有高电平信号。平时，KEY为低电平，当有键按下时为高电平，它发送一个脉冲给单片机
MSP430F449，当单片机检测到该信号时，判断按键的功能，从而进行相应的处理。
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