基于MSP430單片機(jī)的SVS(電源電壓監(jiān)控器)模塊設(shè)計(jì)

電源電壓監(jiān)控對(duì)于單片機(jī)來(lái)說(shuō)，也是經(jīng)常要用的模塊。當(dāng)需要穩(wěn)定的工業(yè)級(jí)產(chǎn)品時(shí)，經(jīng)常要對(duì)電源電壓監(jiān)控，以保證單片機(jī)系統(tǒng)工作于正常環(huán)境或范圍中。MSP430F16x提供了一個(gè)現(xiàn)成的電源電壓監(jiān)控器模塊SVS，方便檢測(cè)電源電壓或者是外部電壓，可以設(shè)置為電壓過(guò)低時(shí)復(fù)位 或置標(biāo)志位。本程序即完成SVS的設(shè)置使用的程序庫(kù)(msp430f14x沒(méi)有此模塊)。

硬件介紹：

MSP430單片機(jī)含有的SVS模塊可以很方便的監(jiān)控電源電壓或外部電壓。

電源電壓監(jiān)控器（SVS）是用于監(jiān)控AVCC電源電壓或外部電壓。 SVS的可配置當(dāng)電源電壓或外部電壓下降到低于用戶選擇的電壓級(jí)別時(shí)設(shè)置一個(gè)標(biāo)志，或產(chǎn)生POR復(fù)位。

SVS模塊有以下特點(diǎn)：可以監(jiān)控AVCC電壓；可選擇產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)；可軟件設(shè)置SVS比較器輸出信號(hào)；低電壓標(biāo)志可以被鎖定或被用戶程序訪問(wèn)；有14個(gè)可供選擇的電壓門限；可以監(jiān)控外部輸入電壓。SVS模塊可以很方便的監(jiān)控電源電壓或系統(tǒng)的其他電壓，可以產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)或是置標(biāo)志位。

SVS模塊僅有一個(gè)8位的寄存器，使用十分方便。寄存器SVSCTL：

高四位VLDx用來(lái)設(shè)置監(jiān)控電源電壓的門限、關(guān)閉SVS或者選擇監(jiān)控外部輸入電壓。具體含義如下：

    0000 SVS is off     0001 1.9 V 檢測(cè)AVCC是否低于1.9v,以下類似
    0010 2.1 V          0011 2.2 V
    0100 2.3 V          0101 2.4 V
    0110 2.5 V          0111 2.65 V
    1000 2.8 V          1001 2.9 V
    1010 3.05           1011 3.2 V
    1100 3.35 V         1101 3.5 V
    1110 3.7 V
    1111 檢測(cè)由SVSIN引腳輸入的電壓是否低于1.2 V.

當(dāng)高四位是 0時(shí)，SVS模塊是關(guān)閉的；1-14分別是對(duì)電源電壓監(jiān)控的14個(gè)門限電壓；15時(shí)，監(jiān)控外部電壓，門限電壓是1.2v。

PORON位設(shè)置是否啟動(dòng)電壓低于門限時(shí)，單片機(jī)復(fù)位：1 復(fù)位 0 置標(biāo)志位SVSFG

SVSON位，這位和其他模塊的ON位不太一樣，SVSON位僅僅指示當(dāng)前SVS模塊是否打開(kāi)，而不是用來(lái)開(kāi)關(guān)模塊的。

SVSOP位，這位是設(shè)置SVS內(nèi)部比較器輸出值：0 輸出低電平 1 輸出高電平。

SVSFG位，標(biāo)志位 指示是否檢測(cè)到低電壓 僅PORON 為0時(shí)有效 出現(xiàn)低電壓后置1；改為不會(huì)自動(dòng)清零，必須軟件清零。

另外，SVS模塊值得一提的是：SVS門限電壓已經(jīng)設(shè)置回差帶：每個(gè)SVS的水平已經(jīng)滯后AVCC，接近臨界值時(shí)，以減少小型電源電壓的變化的敏感性。 SVS的操作和SVS /掉電互操作如圖：

如圖：為防止電壓在門限附近變動(dòng)時(shí)，SVS過(guò)于敏感，每個(gè)門限附近都有回差帶。這樣SVS模塊用起來(lái)更好用。

程序?qū)崿F(xiàn)：

程序主要是對(duì)SVS模塊寄存器SVSCTL的設(shè)置和檢測(cè)。首先是設(shè)置SVS函數(shù)：

void SVSSetup(char voltageLevel,char reset)
{
    SVSCTL = voltageLevel << 4;
    /*if(voltageLevel == 0x15)            //外部輸入 打開(kāi)對(duì)應(yīng)功能口
    {
        P6SEL |= BIT7;                    //不需要，當(dāng)用SVSIN時(shí)，自動(dòng)從此腳檢測(cè)
    }*/
    if(reset <= 1)
    {
        SVSCTL |= reset << 3;
    }
}

voltageLevel：這個(gè)參數(shù)和寄存器SVSCTL的高四位VLDx意思完全一樣，程序僅僅是把它移動(dòng)到高四位賦值給寄存器SVSCTL，reset參數(shù)對(duì)應(yīng)PORON位，也是直接賦值給對(duì)應(yīng)位完成設(shè)置。

檢測(cè)是否有低于門限電壓的情況出現(xiàn)：

char SvsFlg()
{
    return (SVSCTL&SVSFG);
}

這個(gè)函數(shù)更簡(jiǎn)單，僅僅把標(biāo)志位SVSFG的值返回，以便用戶判斷是否出現(xiàn)了低于門限的情況出現(xiàn)。

標(biāo)志位清零：

/****************************************************************************
* 名    稱：ClearSvs
* 功    能：電源電壓監(jiān)控器的過(guò)低標(biāo)志
* 入口參數(shù)：sync：同步 1：阻塞運(yùn)行直到該函數(shù)電壓恢復(fù)正常 0:不阻塞,清除即返回
* 出口參數(shù)：無(wú)
* 說(shuō)    明: 若傳入?yún)?shù)為0 不阻塞 則如果電壓沒(méi)有恢復(fù)到正常范圍 則標(biāo)志會(huì)立即被
            單片機(jī)重新置位(1)
****************************************************************************/
void ClearSvs(char sync)
{
    if(!sync)
    {
        SVSCTL &=~ SVSFG;
        return;
    }
    while(SVSCTL&SVSFG)
        SVSCTL &=~ SVSFG;   //清除標(biāo)志 直到電壓正常
}

由于SVSFG標(biāo)志位不會(huì)在處理后自動(dòng)被清除，所以必須軟件清零。這個(gè)函數(shù)有兩種工作方式，同步阻塞等待，直到電壓恢復(fù)正常后才返回和清零后即返回。

程序?qū)崿F(xiàn)比較簡(jiǎn)單，但能夠完成SVS的功能。下面介紹如何使用本程序庫(kù)。

使用示例：

使用程序庫(kù)的方式還是和以前一樣：工程中加入SVS.c文件，源文件中加入對(duì)SVS.h的文件包含。

main.c主要內(nèi)容如下：

#include    //430寄存器頭文件
#include 
#include "Lcd12864.h"
#include "SVS.h"

/****************************************************************************
* 名    稱：main主程序
* 功    能：設(shè)置串口，輸出信息，從串口讀計(jì)算機(jī)鍵盤輸入數(shù)據(jù)，測(cè)試串口收發(fā)
* 入口參數(shù)：無(wú)
* 出口參數(shù)：無(wú)
* 說(shuō)    明：復(fù)位測(cè)試時(shí) 每次電壓調(diào)低再調(diào)正常 液晶顯示的數(shù)據(jù)加1
            不復(fù)位時(shí) 每次調(diào)低 輸出一個(gè)電壓過(guò)低。
****************************************************************************/
void main()
{
    // Stop watchdog timer to prevent time out reset
    WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;
    ClkInit();
    LcdInit();
    
    /*//======== 電壓過(guò)低時(shí)復(fù)位測(cè)試============
    __no_init char ff;      //復(fù)位不初始化

    SVSSetup(0x0A,1);       //檢測(cè)電源電壓 3.05v 低于3.05v時(shí)單片機(jī)復(fù)位
    ff++;                   //此變量 每次復(fù)位加1
    printf("%d",ff);        // 電壓調(diào)低（<3.05v）再調(diào)高，顯示變量將加1
    */
    SVSSetup(0x0A,0);       //測(cè)電源電壓 3.05v 低于3.05v時(shí)單片機(jī) 不復(fù)位
                            //0x0A 改為0x0f 則對(duì)P6.7電壓監(jiān)控 檢測(cè)是否低于1.2v
    while(1)
    {
        if(SvsFlg()) 
            printf("電壓過(guò)低");
        //SVSFG位必須 軟件清零，如果電壓沒(méi)有回到3.05以上，
        //位的值立即被單片機(jī)置為1
        ClearSvs(1);        //清除標(biāo)志 直到恢復(fù)正常電壓
    }
}

本程序使用12864液晶來(lái)顯示電壓過(guò)低的情況：復(fù)位時(shí)，設(shè)置一個(gè)__no_init變量，每次復(fù)位加1，可以看到電壓調(diào)低后，顯示數(shù)字被加1.不復(fù)位置，顯示電壓過(guò)低。這里使用的是12864的底層驅(qū)動(dòng)和printf函數(shù)移植，比之前做了稍微更改，這些在注釋中說(shuō)明的已經(jīng)很詳細(xì)了，這里不在細(xì)說(shuō)。