WSN实验一实验二讲解文档格式.docx

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（4）学习定时器TB0的原理及操作；

（5）学习利用定时器产生PWM波形的方法；

（6）学习RTC（实时时钟）的原理及操作；

（7）学习ADC12的原理及操作；

（8）学习点阵LCD液晶显示的原理及操作。

1.2实验所需硬件电路模块介绍

本实验中需用到以下电路模块：

点阵LCD液晶显示模块、按键输入模块、齿轮电位计采样模块。

1.3实验内容

本实验包括以下五个小实验：

（1）对比度调节实验；

（2）背光调节实验；

（3）数字时钟实验；

（4）模拟时钟实验；

（5）时钟设置实验。

实验1主函数lab1（）的整体程序流程图如图1.1所示。

图1.1液晶显示及时钟实验整体程序流程图

1.4对比度调节实验

1.4.1程序代码

该实验的程序代码包含在lab1.c文件内。

1.4.2程序流程

对比度调节实验程序流程图如图1.2所示。

图1.2对比度调节实验程序流程图

1.4.3实验步骤

（1）将电源选择拨码开关打至eZ档。

（2）利用Mini-USB线连接开发板仿真端口（左下角）和PC机。

（3）打开CCSv5.1软件，确认工作区间“F\MSP-EXP430F5529\Workspace”，并导入LAB1工程，导入步骤请参考2.2节：

利用CCSv5.1导入已有工程。

（4）双击打开lab1.c文件，在244行找到该对比度调节实验程序代码ContrastSetting（），并在其中设置断点，断点位置如图中阴影部分所示。

（5）将工程编译通过，并点击调试按钮进入调试界面。

（6）运行程序，在主菜单下，通过齿轮电位计选择1.Contrast，然后按下S1键，由于在该程序中设置了断点，程序开始的界面，如下图所示。

（7）点击运行按钮，通过滚动齿轮电位计将当前液晶对比度调至合适值，任意按下S1或S2键将当前对比度设置进行保存并退出。

（8）单击重新开始按钮，重复第（6）步。

（9）利用以下调试按键，配合断点，进行代码的调试，理解各段代码含义，并观察各段实验现象。

1.4.4实验结果

通过本实验，可以利用齿轮电位计调节液晶LCD的显示对比度。

1.5背光调节实验

1.5.1程序代码

该实验的程序代码包含在lab1.c文件内：

1.5.2程序流程

背光调节实验程序流程图如图1.3所示。

图1.3背光调节实验程序流程图

1.5.3实验步骤

（1）双击打开lab1.c文件，在274行找到该背光调节实验程序代码BacklightSetting（），并在其中设置断点，断点位置如下图阴影部分所示。

（2）将工程编译通过，并点击调试按钮进入调试界面。

（3）运行程序，在主菜单下，通过齿轮电位计选择：

2.Backlight，然后按下S1键，由于在该程序中设置了断点，程序开始的界面，如下图所示。

（4）点击运行按钮，通过滚动齿轮电位计将当前液晶背光调至合适值，任意按下S1或S2键将当前背光设置进行保存并退出。

（5）单击重新开始按钮，重复第（3）步。

（6）利用以下调试按键，配合断点，进行代码的调试，理解各段代码含义，并观察各段实验现象。

1.5.4实验结果

通过本实验，可以利用齿轮电位计调节液晶LCD的背光。

1.6数字时钟实验

1.6.1程序代码

1.6.2程序流程

数字时钟程序流程图如图1.4所示。

图1.4数字时钟程序流程图

1.6.3实验步骤

（1）双击打开lab1.c文件，在339行找到该数字时钟实验程序代码DisplayDigitalClock（），并在其中设置断点，断点位置如图中阴影部分所示。

3.DigitalClock，然后按下S1键，由于在该程序中设置了断点，程序开始的界面，如下图所示。

（4）点击运行按钮，在LCD上将显示一个数字时钟的表盘，并且实时更新当前时间。

1.6.4实验结果

通过本实验，在液晶LCD上显示一个数字表盘，并实时更新显示当前时间。

1.7模拟时钟实验

1.7.1程序代码

该实验的程序代码包含在lab1.c文件内：

1.7.2程序流程

模拟时钟试验程序流程图如图1.5所示。

图1.5模拟时钟实验程序流程图

1.7.3实验步骤

（1）双击打开lab1.c文件，在531行找到该数字时钟实验程序代码DisplayAnalogClock（），并在其中设置断点，断点位置如图中阴影部分所示。

4.AnalogClock，然后按下S1键，由于在该程序中设置了断点，程序开始的界面，如下图所示。

（4）点击运行按钮，在液晶LCD上将显示一个模拟时钟的表盘，并且实时更新当前时间。

1.7.4实验结果

通过本实验，在液晶LCD上显示一个模拟表盘，并实时更新显示当前时间。

1.8时钟设置实验

1.8.1程序代码

1.8.2软件流程

时钟设置主程序流程图如图1.6所示。

图1.6时钟设置主程序流程图

1.8.3实验步骤

（1）双击打开lab1.c文件，在559行找到该时钟设置实验程序代码SetTime（），并在其中设置断点，断点位置如图中阴影部分所示。

5.SetTime，然后按下S1键，由于在该程序中设置了断点，程序开始的界面，如下图所示。

（4）点击运行按钮，在液晶LCD上将显示当前的数字时间，并进行实时更新。

首先进行小时的设置，通过滚动齿轮电位计更改当前小时数，按下S1键进行确认，并进入分钟的设置。

按照同样的方法，依次对分钟、秒、日、月、年进行设置，当对年设置完成后，按下S1键表示设置完成，退出设置程序。

注意：

在设置的任意过程中，按下S2键，都会将当前设置进行保存，并退出设置程序。

1.8.4实验结果

当程序运行时，在液晶LCD上显示一个数字表盘，通过齿轮电位计和按键，可对当前时间进行设置并保存。

1.9实验感想

实验过程中复习了许多有关LCD液晶显示点阵的知识,对相关的调试程序有了一定的认识,以前本科期间自己做过钟点时钟的实验,实现计时报时功能,因此对这次实验有一定基础,对于程序部分很多请教的其他同学,对此也收获颇多。

实验二加速度计应用实验

2.1实验目的

（1）学习MSP430F5529单片机SPI通讯模式的原理及操作；

（2）学习加速度计模块硬件电路原理；

（3）学习加速度计应用程序资源；

（4）学习加速度计应用实验的操作及编程思想。

2.2实验所需硬件电路模块介绍

点阵LCD液晶显示模块、按键输入模块、齿轮电位计采样模块、加速度计模块。

2.3实验内容

本章实验包括以下三个小实验：

（1）加速度计校准实验；

（2）动态立方体演示实验；

（3）数字拼图游戏实验。

实验2主函数lab3（）的整体程序流程图如图2.1所示：

图21.加速度计应用实验整体程序流程图

2.4加速度计校准实验

2.4.1程序代码

该实验的程序代码包含在lab3.c文件内：

2.4.2程序流程

加速度计校准实验程序流程图如图2.2所示。

图2.2加速度计校准实验程序流程图

2.4.3实验步骤

（3）打开CCSv5.1软件，确认工作区间“F\MSP-EXP430F5529\Workspace”，并导入LAB3工程，导入步骤请参考2.2节：

（4）双击打开lab3.c文件，在第107行找到该加速度计校准实验程序代码CalibrateAccel（），并在其中设置断点，断点位置如图中阴影部分所示。

（6）运行程序，在主菜单下，通过齿轮电位计选择：

1.CalibrteAccel，然后按下S1键，由于在该程序中设置了断点，程序开始的界面，如下图所示。

（7）点击运行按钮，会在LCD上观察到加速度计校准的说明：

PlaceBoardonFlatSurface（将开发板放到平坦的表面），若开发板放置完成，按下S1完成校准，并退出校准程序。

2.4.4实验结果

通过本实验，可以完成加速度计的校准，并将校准后的参数存入内存，供其他实验所用。

2.5动态立方体演示实验

2.5.1程序代码

该实验的程序代码包含在UserExperienceDemoCube.c文件内：

2.5.2程序流程

动态立方体演示实验程序流程图如图2.3所示。

图2.3动态立方体演示实验程序流程图

2.5.3实验步骤

（1）展开UserExperienceDemo文件夹，双击打开Cube.c文件，在第161行找到该动态立方体演示实验程序代码Cube（），并在其中设置断点，断点位置如图中阴影部分所示。

2.DemoCube，然后按下S1键，由于在该程序中设置了断点，程序开始的界面，如下图所示。

（4）点击运行按钮，程序等待S1键按下，若按下S1键，则开始动态立方体演示。

该动态立方体演示实验，有三种模式，每次按下S1键，将使演示模式加一，首先进入的是演示模式0：

在液晶LCD上将会显示一个旋转的透明动态立方体，该动态立方体的旋转速度不受开发板加速度计的控制，即无论如何倾斜开发板，该透明动态立方体的旋转规律相同；

若按下S1键，将进入演示模式1：

在液晶LCD上将会显示一个旋转的实心动态立方体，其旋转规律与模式0相同；

若再次按下S1键，将进入演示模式2：

在液晶LCD上将会显示一个旋转的透明动态立方体，该动态立方体的旋转速度受开发板加速度计的控制，若将开发板放置在实验5.6所校准的平面上的话，动态立方体的旋转速度会很慢，缓慢倾斜开发板，会观察到，动态立方体的旋转速度随着倾斜角度的增大而迅速变快，再次按下S1键，将会进入模式0。

在实验的过程中，按下S2键，将会退出本实验。

2.5.4实验结果

通过本实验，利用动态立方体的旋转速度，来反映加速度计的倾斜状态。

2.6数字拼图游戏实验

2.6.1程序代码

该实验的程序代码包含在UserExperienceDemo→Puzzle→puzzle.c文件内：

2.6.2程序状态转移图

有限状态机（FSM）是软件工程中一种极其有效的软件建模手段，状态机建模是基于事件与系统状态转移之间关系的软件描述方法，通过状态机建模可以从行为角度来描述软件，并且可以很方便地描述并发行为。

不同于流程图，流程图只能描述软件的过程，而不能描述软件的行为，更不能描述并发的软件过程。

本节数字拼图游戏实验即采用状态机的模型进行编程，其状态转移图如图2.4所示。

图2.4数字拼图游戏实验状态转移图

2.6.3实验步骤

（1）展开UserExperienceDemo文件夹，再展开Puzzle文件夹，双击打开puzzle.c文件，在第39行找到该数字拼图游戏实验程序代码StartPuzzle（），并在其中设置断点，断点位置如图中阴影部分所示。

3.TiltPuzzle，然后按下S1键，由于在该程序中设置了断点，程序开始的界面，如下图所示。

（4）点击运行按钮，程序等待S1键按下，若按下S1键，则开始数字拼图游戏。

首先在LCD液晶上会看到一个3×

3的表格，其中有八个数字和一个空的空间。

实验者通过倾斜开发板，利用加速度计使数字上下左右移动，若最终使每一行和每一列的数字之和都等于12，则表示游戏成功。

为了使数字移动更加方便快捷，需要一个比较好的移动方法，现介绍如下：

首先利用5.6节实验，在标准平面上对加速度计进行校准；

然后将开发板放置在该标准平面上，进行游戏；

在游戏过程中，每倾斜一次，移动一个数字，之后返回标准平面，准备下次数字移动。

该游戏无解的概率为50%。

2.6.4实验结果

通过本实验，利用加速度计实现数字的移动。

2.7实验感想

通过实验我学习了许多关于加速度计的内容，也同时看了看与之相关的陀螺仪部分知识，再次学习了单片机的通讯模式原理，试着进行操作，之后的游戏程序也进行了调试运行，在标准平面上对加速度计进行了校准，对加速度计的游戏设计有所认识。