基于MSP430温度采集系统.doc

目 录 1 绪论 1 1.1 研究背景和意义 1 1.2 温度测量的国内外研究介绍及发展现状 1 1.3 设计任务 2 2 系统方案设计 3 2.1 方案选择 3 2.1.1 方案一 3 2.1.2 方案二 3 2.2 温度传感器的选型 3 2.3 基本设计思路 3 3 温度传感器DS18B20 4 3.1 DS18B20简介 4 3.2 单线总线通信协议简介 5 3.3 DS18B20的主要特性 5 3.4 DS18B20的内部结构 6 3.5 DS18B20的工作原理及应用 7 3.5.1 DS18B20的工作原理 7 3.5.2 DS18B20与单片机的接口电路 9 4 MSP430系列单片机 10 4.1 MSP430简介 10 4.2 MSP430X4XX系列的特点 11 4.3 MSP430的管脚分布 12 4.3.1 MSP430的管脚分布外观图 12 4.3.2 MSP430系列的工作原理及实现 12 4.4 MSP430的内部结构 14 4.4.1 MSP430的内部模块分配 14 4.4.2 中断向量地址 16 4.5 特殊功能寄存器 17 4.5.1 中断使能寄存器1和2 17 4.5.2 中断标志寄存器1和2 18 4.5.3 模块使能寄存器1和2 19 4.6 RAM存储器的构成 19 4.7 基本定时器Timer1 20 4.8 振荡器和系统时钟 20 4.9 定时器 20 4.9.1 WDT +看门狗定时器 20 4.9.2 timer_A3 21 4.9.3 timer_B7 21 4.10 A∕D与D∕A 23 4.10.1 ADC12 23 4.10.2 DAC12 23 5 温度采集系统的硬件设计 23 5.1 显示电路 23 5.2 风扇控制电路 24 5.3 单片机控制电路 25 6 温度采集系统的软件设计 25 6.1 主程序流程图 25 6.2 定时器A、B程序设计及流程图 26 6.3 DS18B20逻辑时序图 27 6.4 读出温度子程序 28 7 总结与体会 29 附录A 温度采集系统原理图 30 附录B 温度采集系统PCB图 31 附录C 温度采集系统主程序 32 参考文献 47 致谢 49 单片机（微控制器）技术已经渗透到人类生活的方方面面，在家用电器、通信产品等日用电子设备中都可以见到。TI公司MSP430DS18B20数字温度传感器是DALLAS公司生产的1－Wire，即单总线器件，具有线路简单，体积小的特点。因此用它来组成一个测温系统，具有线路简单，在一根通信线，可以挂很多这样的数字温度传感器，十分方便[2]。 将两者结合起来设计成这个温度采集系统，希望可以在生活中不断检验，更好的为人类生产和生活服务。 1.2 温度测量的国内外研究介绍及发展现状 关于温度控制，在工业自动化控制中占有非常重要的地位，单片机系统的开发应用给现代工业测控领域。随着科学技术的发展，各个领域对自动控制系统控制精度、响应速度、稳定性与自适应能力的要求越来越高，被控对象或过程的各种不确定性以及现场测试手段不完善等，使难以按数学方法建立被控对象的精确模型。电子技术以及应用需求的发展单片机技术得到了迅速的发展，在高集成度，高速度，低功耗以及高性能方面取得了很大的。，自动控制越来越朝着化发展运行速度，内存，数据存储器在很多的小型系统中，用成本低廉的单片机控制是非常合适的。伴随着科学技术的发展，电子技术有了更高的飞跃，我们现在完全可以运用单片机和温度传感器对温度。数字温度传感器公司生产，具有耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域 利用温度传感器采集温度，单片机得到温度数据，与预设阈值进行比较，高于阈值则；低于阈值，表示需加热。 2 系统方案设计 2.1 方案选择 2.1.1 方案一 我们这个设计测量温度的电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温原理，将随被测温度变化的电流或者电压采集过来，经过A∕D转换之后，再利用单片机对数据进行分析和处理。但是这样的设计需要用到A∕D转换电路，其中还要涉及到电阻与温度的对应值的计算，同时，在对采集到的信号进行放大时容易受到温度的影响而出现较大的偏差。 考虑到为了方便起见，我们可以使用集成温度传感器，这样既可以简化电路，同时又可以省去很多计算的麻烦。经过对设计题目的分析，我选择了DS18B20这款传感器。这款传感器可以很容易读取北侧温度值，应用其内部的相关电路进行转换，使电路简单易懂，精度高，同时它的“单线总线”协议又便于系统的扩展，能够满足我们的设计要求。 通过对比，很容易看出，方案二的电路比较简单，经济