基于MSP430单片机的数据采集系统

3.4 图形显示程序设计

为了保证显示的及时性与连续性，同时不能超出单片机速度限制和程序容量限制，系统中显示部分的软件设计就显得比较重要，所以程序设计要从算法的时间复杂度和空间复杂度综合考虑。

相对于现在的PC机，单片机的速度还是比较低的，若采用复杂曲线插补算法，CPU的速度显然是不够的，所以波形曲线的画法采用逐点画直线的方式实现，即相邻两点之间采用画一条直线，虽然波形稍有失真，但可以保证速度。对显示曲线的线宽、线形等也不予设置以节省CPU的计算量。

生成直线的算法中，又有逐点比较法、数值微分法和Bresenham算法等，而各种算法的计算量又与具体显示设备和显示数据有关系。本系统采用了 128×64点阵的显示器，屏幕比较小；同时由于数据在X轴方向的增长是一种固定关系，直线的长度最大为64点(Y轴方向)，且只存在从左下到右上和从左上到右下两种情况。经过理论分析与试验验证，我们采用了改进的数值微分算法，即直线每向下一步，按照要画直线的斜率计算下一点的位置，这样一步一步逼近直线。X方向主动递增时的公式如下：



其中：dy／dx为要画直线的斜率；xi为X方向增量；yi为Y方向坐标点。

所有值采用整数运算，以达到节省计算量的目的，缺点是图形失真度较大。

限于篇幅，给出画直线的程序框图见图4。

4 实 验

利用该系统对一种振动信号进行采集。并观察显示波形图的变化，验证了在保证画图实时性要求的前提下系统能够达到其最高采样频率。图5为本系统采集的一个实际振动信号随着时间变化的波形图。

5 结 语

实验表明以MSP430F169单片机实现的数据采集系统，具有体积小、结构简单、功耗低、速度快等优点，不仅可以实现单通道、单波形显示，而且可以通过修改软件实现多通道数据采集系统。该系统可以推广到对多种振动信号和电压信号采集中去。