原标题：基于MSP430F149型FLASH单片机实现微波辐射成像系统的设计

基于MSP430F149型FLASH单片机实现微波辐射成像系统的设计，主要涉及到硬件与软件两大部分的设计。以下是对该系统的详细设计说明：

一、系统概述

微波辐射成像系统利用微波辐射计来探测、接收被测目标在微波波段的电磁辐射，并将接收到的辐射信号按比例用伪彩色图像直观地显现出来。该系统要求在恶劣的环境和天气下长期稳定地进行天线扫描成像，因此系统设备需具备高稳定性和可靠性。

二、硬件设计

1. 主控单元

• 核心芯片：采用TI公司生产的MSP430F149型超低功耗FLASH单片机作为主控芯片。该单片机具有60KB的FLASH存储器和2KB的RAM存储器，支持在线调试和下载，且功耗极低，适合用于需要长时间运行的微波辐射成像系统。

• 电源电路：系统统一外接5V电源，通过电压转换芯片（如EZ1085C-3.3）将5V电压转换为3.3V，为单片机及其他外围模块供电。

2. 天线扫描控制

• 步进电机控制：MSP430F149单片机的P1端口用于控制两个步进电机，分别控制天线的水平和纵向扫描。通过输出控制信号，驱动步进电机以一定的速度和方向旋转，实现天线的二维扫描。

• 定位电路：为防止电机失步，保证天线扫描场景与PC机所成图像场景一致，需在天线转台上安装撞针，并接单片机的P2.0端口。当天线旋转至零位时，撞针与地线接触，P2.0端口电平跳变，单片机检测到该信号后产生中断，判定天线到达零位。

3. 数据采集

• A/D转换：MSP430F149单片机内置12位ADC，可直接对辐射计输出的模拟信号进行A/D转换，无需外围扩展A/D转换芯片。转换后的数字信号通过串口发送至PC机进行存储和显示。

• 信号积分：辐射计接收到的信号需进行积分处理，以提高信号稳定性和准确性。积分后的信号再送入单片机的ADC进行转换。

4. 通信接口

• RS232串行通信：MSP430F149单片机与PC机之间采用RS232串行通信端口进行通信。通过HARRIS公司生产的ICL232电平转换芯片，实现单片机与PC机之间的电平匹配和数据传输。

三、软件设计

1. 主程序流程

• 初始化：系统上电后，首先进行初始化操作，包括单片机内部寄存器的配置、中断系统的设置、串口通信的初始化等。

• 接收命令：单片机通过串口接收PC机发送的命令参数，包括扫描速度、采样速率等。

• 控制扫描：根据接收到的命令参数，单片机发出控制信号驱动步进电机进行天线扫描。

• 数据采集：在扫描过程中，单片机定时采集辐射计输出的信号，并进行A/D转换。

• 数据发送：将转换后的数字信号通过串口发送至PC机进行存储和显示。

2. 中断处理

• 定时器中断：MSP430F149单片机内部的定时器用于产生定时中断，控制步进电机的旋转和数据的采集。在中断服务程序中，根据程序设定的标志位判断是控制水平电机还是纵向电机旋转，或者进行数据采集。

• 外部中断：当天线旋转至零位时，撞针触发外部中断，单片机检测到该中断后执行相应的处理程序，如重置电机位置等。

四、系统特点

• 高稳定性：采用MSP430F149单片机作为主控芯片，具有低功耗、高可靠性等特点，适合长时间运行。

• 高精度：内置12位ADC和精确的时钟定时装置，确保数据采集和电机控制的精度。

• 易扩展：系统预留了JTAG调试接口和多个并行接口，方便后续的软件升级和硬件扩展。

• 实时成像：通过PC机进行实时成像处理，将接收到的辐射信号转换为伪彩色图像进行显示和存储。

综上所述，基于MSP430F149型FLASH单片机实现的微波辐射成像系统具有硬件结构简单、稳定性高、数据采集精度高、实时成像效果好等特点，适用于各种需要微波辐射成像的场合。