基于MSP430自行车智能测速系统设计具体程序

以下是基于MSP430的自行车智能测速系统设计的具体程序，包括硬件配置和软件编程：

硬件配置：
- MSP430F5529 LaunchPad开发板
- 蓝牙模块HC-05
- 三个光电传感器
- 一个LCD1602液晶显示屏

电路连接：
- 将三个光电传感器分别连接到MSP430的P1.0、P1.1和P1.2引脚，通过3.3kΩ电阻将每个传感器输出引脚连接到MSP430的P1.3、P1.4和P1.5引脚。
- 将LCD1602液晶显示屏的RS、RW和E引脚连接到MSP430的P2.0、P2.1和P2.2引脚，将液晶显示屏的D4~D7引脚连接到MSP430的P2.4~P2.7引脚。
- 将蓝牙模块HC-05的TXD引脚连接到MSP430的P3.3引脚，将蓝牙模块的RXD引脚连接到MSP430的P3.4引脚。

软件编程：

#include <msp430.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include "lcd1602.h"

#define SENSOR1 BIT0
#define SENSOR2 BIT1
#define SENSOR3 BIT2
#define SENSOR_OUT P1IN
#define SENSOR_DIR P1DIR
#define SENSOR_REN P1REN
#define SENSOR_SEL P1SEL
#define SENSOR_IE P1IE
#define SENSOR_IES P1IES
#define SENSOR_IFG P1IFG

volatile unsigned int count; // 计数器
volatile unsigned int speed; // 速度
volatile unsigned int rpm; // 转速
volatile unsigned int distance; // 距离
volatile unsigned int time; // 时间
volatile unsigned char buffer[16]; // 用于LCD显示的缓冲区
volatile unsigned char display_mode; // 显示模式
volatile unsigned char is_display_on; // 是否显示

void init_msp430()
{
    WDTCTL = WDTPW | WDTHOLD; // 关闭看门狗
    P1DIR = 0x00; // P1设为输入
    P1OUT = 0x00; // P1输出为0
    P2DIR |= 0xFC; // P2的低6位设为输出
    P2OUT &= 0x03; // P2的低6位输出为0
    P3SEL |= 0x30; // P3.4和P3.3设为UART模式
    P3DIR |= 0x10; // P3.4设为输出
    TA0CTL = TASSEL_2 + ID_0 + MC_1 + TACLR; // 设置Timer A0为SMCLK，不分频，增计数模式，清空计数器
    TA0CCR0 = 32767; // 设定计数器上限
    TA0CCTL0 = CCIE; // 允许CCR0中断
    SENSOR_REN |= SENSOR1 + SENSOR2 + SENSOR3; // 使能内部上拉电阻
    SENSOR_DIR &= ~(SENSOR1 + SENSOR2 + SENSOR3); // P1.0~P1.2设为输入
    SENSOR_SEL &= ~(SENSOR1 + SENSOR2 + SENSOR3); // P1.0~P1.2设为普通IO功能
    SENSOR_IES = SENSOR1 + SENSOR2 + SENSOR3; // 设置P1.0~P1.2下降沿中断
    SENSOR_IFG &= ~(SENSOR1 + SENSOR2 + SENSOR3); // 清空中断标志位
    SENSOR_IE |= SENSOR1 + SENSOR2 + SENSOR3; // 使能P1.0~P1.2中断
    _BIS_SR(GIE); // 允许全局中断
}

void update_speed()
{
    rpm = count * 120; // 计算转速
    speed = rpm * 2; // 计算速度
    distance += speed / 3600; // 计算距离
    time++; // 增加时间
    count = 0; // 重置计数器
}

void display_speed()
{
    switch (display_mode)
    {
        case 0:
            sprintf(buffer, "Speed:%4d km/h", speed);
            break;
        case 1:
            sprintf(buffer, "RPM:%4d", rpm);
            break;
        case 2:
            sprintf(buffer, "Distance:%4d km", distance);
            break;
        case 3:
            sprintf(buffer, "Time:%02d:%02d:%02d", time / 3600, (time % 3600) / 60, time % 60);
            break;
    }
    lcd1602_clear();
    lcd1602_write_string(buffer);
}

void send_data(unsigned char data)
{
    while (!(UCA1IFG & UCTXIFG)); // 等待发送缓冲区为空
    UCA1TXBUF = data; // 发送数据
}

void send_speed()
{
    sprintf(buffer, "Speed:%4d km/h", speed);
    send_data(strlen(buffer)); // 发送字符串长度
    for (int i = 0; i < strlen(buffer); i++)
    {
        send_data(buffer[i]); // 发送字符串
    }
}

void send_rpm()
{
    sprintf(buffer, "RPM:%4d", rpm);
    send_data(strlen(buffer)); // 发送字符串长度
    for (int i = 0; i < strlen(buffer); i++)
    {
        send_data(buffer[i]); // 发送字符串
    }
}

void send_distance()
{
    sprintf(buffer, "Distance:%4d km", distance);
    send_data(strlen(buffer)); // 发送字符串长度
    for (int i = 0; i < strlen(buffer); i++)
    {
        send_data(buffer[i]); // 发送字符串
    }
}

void send_time()
{
    sprintf(buffer, "Time:%02d:%02d:%02d", time / 3600, (time % 3600) / 60, time % 60);
    send_data(strlen(buffer)); // 发送字符串长度
    for (int i = 0; i < strlen(buffer); i++)
    {
        send_data(buffer[i]); // 发送字符串
    }
}

void main()
{
    init_msp430();
    lcd1602_init();
    is_display_on = 1;
    display_mode = 0;
    while (1)
    {
        if (is_display_on)
        {
            display_speed();
        }
        __delay_cycles(1000);
    }
}

#pragma vector = PORT1_VECTOR
__interrupt void port1_isr()
{
    if (SENSOR_OUT & SENSOR1)
    {
        count++;
    }
    if (SENSOR_OUT & SENSOR2)
    {
        count++;
    }
    if (SENSOR_OUT & SENSOR3)
    {
        count++;
    }
    SENSOR_IFG &= ~(SENSOR1 + SENSOR2 + SENSOR3); // 清空中断标志位
}

#pragma vector = TIMER0_A0_VECTOR
__interrupt void timer0_a0_isr()
{
    update_speed();
    if (is_display_on)
    {
        switch (display_mode)
        {
            case 0:
                break;
            case 1:
                lcd1602_clear();
                lcd1602_write_string("RPM");
                lcd1602_set_cursor(0, 1);
                sprintf(buffer, "%4d", rpm);
                lcd1602_write_string(buffer);
                break;
            case 2:
                lcd1602_clear();
                lcd1602_write_string("Distance");
                lcd1602_set_cursor(0, 1);
                sprintf(buffer, "%4d km", distance);
                lcd1602_write_string(buffer);
                break;
            case 3:
                lcd1602_clear();
                lcd1602_write_string("Time");
                lcd1602_set_cursor(0, 1);
                sprintf(buffer, "%02d:%02d:%02d", time / 3600, (time % 3600) / 60, time % 60);
                lcd1602_write_string(buffer);
                break;
        }
    }
}

#pragma vector = USCI_A1_VECTOR
__interrupt void usci_a1_isr()
{
    switch (UCA1RXBUF)
    {
        case 's':
            send_speed();
            break;
        case 'r':
            send_rpm();
            break;
        case 'd':
            send_distance();
            break;
        case 't':
            send_time();
            break;
        case '0':
            display_mode = 0;
            break;
        case '1':
            display_mode = 1;
            break;
        case '2':
            display_mode = 2;
            break;
        case '3':
            display_mode = 3;
            break;
        case 'o':
            is_display_on = 1;
            break;
        case 'f':
            is_display_on = 0;
            break;
    }
}

这个程序包含了四个中断服务程序：

1. P1中断服务程序：当光电传感器的输出信号变为低电平时，计数器加1。
2. Timer A0中断服务程序：每1秒钟更新一次速度、转速、距离和时间，并根据当前的显示模式在LCD显示屏上显示相应的信息。
3. USCI A1中断服务程序：当从蓝牙模块接收到数据时，根据不同的命令发送速度、转速、距离、时间或改变显示模式或是否显示的设置。
4. 全局中断服务程序：通过 BIS_SR(GIE) 允许全局中断。

整个程序的基本思路是，在P1中断服务程序中，当光电传感器的输出信号变为低电平时，计数器加1。在Timer A0中断服务程序中，每1秒钟更新一次速度、转速、距离和时间，并根据当前的显示模式在LCD显示屏上显示相应的信息。在USCI A1中断服务程序中，当从蓝牙模块接收到数据时，根据不同的命令发送速度、转速、距离、时间或改变显示模式或是否显示的设置。