摘要：给出了一种依据CH376完结MSP430单片机对试验室小型天线信号搜集存储的体系。因为工程测验的需求规划开发了天线方向图主动测验体系。该体系以MSP430单片机为中心，由主动操控模块、信号搜集和数据显现模块和USB主机办法数据存储模块三部分组成。从试验成果采看，该体系可以完结转台的主动操控、信号的主动搜集、天线方向图的主动制作和数据实时存储到U盘。测验渠道建立便利，具有测验速度快、精度高、功用安稳的特色。
在现代操控体系中，常常需求在操作现场进行数据搜集，以及对数据进行处理来完结现场操控，可是因为单片机数据存贮容量和数据处理才能都较低，因而本文首要介绍了运用USB总线通用接口芯片CH376和16位单片机MSP430对天线发射的信号进行数据搜集处理，而且可以将这些大容量的数据以.txt文本格局实时的存储到U盘中，然后能在上位机上便利的翻开检查和使用。这样就可以很简略的完结把单片机所搜集的数据传送到PC机上，再在PC机上进行数据处理，充分发挥两者各自优势。
本文首要要规划出天线方向图的主动测验体系。经过这个天线参数主动化丈量体系准确地发送和接纳信号，然后进行数据的搜集处理和存储等。前期的天线测验首要依托手艺，差错大、功率低。跟着计算机使用技术的开展，呈现了用于天线测验的主动操控体系，有效地进步了测验精度和作业功率。因为试验研讨和小型天线工程测验的实践需求，提出并规划了一种依据MSP430的天线方向图主动测验体系，整个电路以体系安稳、功用全面、操控便利、本钱节约为准则进行规划。从试验成果上看，该体系可以完结对天线的准确测验，而且可以完结数据愈加准确便利地搜集存储。
1 体系整体规划
体系规划4*4矩阵键盘作为操作操控端，以MSP430F149单片机为中心规划操控模块，操控继电器的闭合对云台进行操作，完结天线的全方位滚动，一起体系实时搜集无线模块接纳到的信号并进行处理，再经过显现模块LCD240*128显现方向图及其他天线参数值。体系还带有USB总线接口芯片CH376的存储模块，假如在作业的时分需求数据的搜集和存储，经过一个U盘就可以轻松完结。
测验体系首要包含以下几个部分：无线信号发射和接纳模块、信号搜集操控模块、数据处理、显现及存储模块。原理框图如图1所示。
2 天线参数丈量体系硬件规划
本体系的规划要求首要如下：一是使用MSP430操控天线云台按测验要求滚动;二是对天线信号进行数据搜集;三是依据搜集到的数据制作方向图;四是将这些大容量的数据以.txt文本格局存储到U盘中。体系硬件结构如图2所示。
2.1 体系主动操控模块完结
天线方向图主动测验体系中的主动操控首要指MSP430对天线转台的操控。本体系选用云台来带动天线滚动，一般云台在作业时因为负重的原因，转速可能会发生相应的一些改变，为了准确的完结参数的丈量，在丈量开端后需求先对装载天线的云台的转速进行一些校对。天线转台选取301全方位云台，该云台作业电压是沟通24 V，额定负载为18 kG，水平转速为每秒6°。当接到上下动作电压时，笔直电机滚动，接到左右电压时，水平电机滚动。
在丈量进程中，将行列式非编码键盘，挂接至MSP430具有中止功用的P1口上，MSP430F149的P1.0引脚用来操控电机的左转，P1.1操控电机的右转，MSP430F149的P2.0口装备为中止使能，上升沿触发。以中止查询的作业办法，将相关操控指令参数发送给MSP430，MSP430将其转化成电脉冲经驱动电路带动转台平稳滚动。经试验，在额定负载内，转速准确。因为制作方向图只需求视点的改变量，可经过MSP430中守时器TA模块，选用中止守时的办法发生固定的视点，使天线按测验要求滚动。
2.2 信号搜集与信号显现处理模块完结
信号搜集单元首要由丈量接纳机和A/D转化器组成。信号搜集电路首要由检波器、电流/电压转化器、直流扩大器组成。丈量接纳机必须经电流/电压转化后再经过直流扩大器进行扩大，以满意A/D转化的需求;A/D转化器将模拟信号转化为数字量使能进行相应软件处理。M SP430F149内置有高速的12位模数转化模块ADC12，因而不用再外接AD转化芯片即可完结对模拟量的数字化处理。因为AD模块和微操控器都会集在一块芯片上，所以大大减轻了规划担负，降低了产品本钱，灵敏便利，使结构愈加紧凑，体系愈加安稳，进步仪器的可靠性。
为了便于用户操作和观测丈量进程与成果，测验信号搜集和数字化后，经过绘图程序在液晶上实时动态显现。该显现体系挑选依据RA880 6操控器的ZLG240128F-BTSSWE-YBC、自带触摸屏、分辨率为240*128的图形点阵液晶显现模块，来操控体系的发动、中止、功用的切换以及处理成果的显现。一方面减小了体系的体积、节省了本钱，另一方面可使交互界面更为漂亮完善。ZLG240128F-BTSSWE-YBC内置了功用强大的点矩阵液晶显现(STN-LCD)操控器RA8806，RA8806支撑文字和绘图两种混合显现形式、支撑4/8-bits的6800/8080MPU接口和4/8-bits LCD驱动接口、内建智能型电阻式触控扫描操控器，支撑4线电阻式触摸屏扫描接口等，其间LCD与单片机的接口直接选用I/O办法即可。
2.3 USB主机办法数据存储模块完结
本课题所规划的办法即让MSP430F149经过USB主机接口，在相关文件体系的标准下以规则的数据格局直接读写USB移动存储设备，再经过存储设备与计算机进行数据的交互，此计划避免了与上位机之间的直接的通讯衔接，统筹到了体系的小型化与便携性。MSP430并不具有USB接口，本体系选用USB设备主机接口专用芯片CH376为其扩展USB主机接口。
CH376是由南京沁恒电子有限公司制作的U盘和SD卡的文件办理操控芯片，内置多种文件体系的固件代码，用于单片机读写U盘和SD卡中的文件，支撑多级子目录，支撑中文、英文、长文件名和小写文件名等;具有USB-HOST主机接口功用与USB设备接口功用，支撑动态切换主机办法与设备办法;内置了常用的USB底层固件协议;内置了固件处理Mass-Storage海量存储设备的专用通讯协议;支撑FAT16和FAT32以及FAT12契合windows的文件体系格局;供给文件办理功用;翻开、新建或删去文件、枚举和检索文件、创立子目录、支撑长文件名;供给文件读写功用;以字节为最小单位或许以扇区为单位对多级子目录下的文件进行读写。
CH376与单片机之间有3种接口办法可供挑选：2MB速度的8位被迫并行接口、2MB速度的SPI设备接口、最高3Mbps速度的异步串口。因为MSP430F149具有丰厚的I/O口资源，为了进步文件读写的速度，体系选用8为并行接口衔接的办法。为将CH376装备为8位并口通讯办法，则TXD接GND，其他引脚悬空。在芯片上电复位时，CH376将采样TXD引脚的状况为低，据此挑选8为并口的通讯办法。
CH376支撑3.3 V电源供电，将V3引脚与VCC引脚短接，一起输入3.3 V电压.%&&&&&%C14和C15则用于外部电源退耦;ACT#引脚与发光二极管和电阻相串联，用于表明设备所工作的状况。
MSP430单片机与CH376USB接口芯片的衔接图如图3所示。
3 测验体系软件规划
以上已介绍了体系的硬件整体结构，怎么让各个功用模块依照预订的要求和谐工作起来，这就要依赖于软件的规划。整个体系中心处理单元单片机的主程序规划如图4所示。
首要体系要对MCU、键盘、LCD、CH376的U盘读写进行初始化;初始化后先云台归零丈量转速;然后再归零，清晰一下需求丈量的参数，这儿面包含关于云台的操控、视点的丈量、接纳模块的操作;接着便是关于数据的搜集及搜集后的处理，搜集后的处理也是在MCU上完结;主动化搜集处理完结后，经过4*4矩阵键盘来操控方向图和参数的显现及经过外部USB设备存储。
体系中拟选用U盘作为测验数据的存储东西，程序将ADC模数搜集的数据增加到U盘文件MY_ADC.TXT中，假如文件存在那么将数据增加到文件结尾，假如文件不存在那么新建文件后增加数据。具体的程序流程如图4。
4 试验成果及剖析
图5所示在主函数中进行调用，来验证U盘读写模块的功用。这儿初始化了通讯接口，也便是串口，在程序工作的进程中可以向串口帮手来输出当时的信息，咱们就可知道程序工作到了什么地方、此刻正处于何种状况。
在测验成功后，把U盘刺进电脑，可以看到处理后的以，txt文本格局存储的数据如图6所示。
成果剖析：上图中显现的数据是为了显现的需求而处理的，这儿仅仅简略的演示，显现的数据是为了LCD显现而处理后的数据，也没有写入对应的视点，因为搜集是按固定的视点10进行的，最大值对应于00。假如选用更高显现精度的可以比较完好的写入准确处理的数据。
5 定论
本文论说了一种依据MSP430单片机的天线方向图主动测验体系的构建。体系具有手动操控测验功用，经过外部输入信号操控转台的运动和天线信号的搜集、显现、存储以及方向图的制作;而且具体介绍了USB总线接口芯片CH376的数据存储。成果表明，在完结USB数据移动存储接口电路规划中，因为CH376内置文件体系，使单片机端的操作愈加便利，只需求发送指令和数据就可以在U盘中创立文件、读写数据。从试验作用来看，该规划原理是可行的，较好的完结了天线方向图的主动测验操控，丈量精度和可靠性比较高，可以满意试验室研讨和小型天线的测验需求。
