基于MSP430数字温度计设计

摘 要

随着人们生活水平的不断提高，单片机控制无疑是人们追求的目标之一，但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。本设计所介绍的数字温度测量系统与传统的温度报警相比，具有读数方便，温度范围广，测量准确，其输出温度采用数字显示，该设计控制使用MSP430单片机，在测量上利用9013三极管组成的电桥来感应温度并且通过单片机控制液晶显示出来，可以测量并且显示环境当前温度。

温度测量是从金属(物质)的热胀冷缩开始，常用的检测方法有电阻式、热电偶式、PN结型、辐射型、光纤式及石英谐振型等。这些检测方法都是基于温度变化引起其物理参数(如电阻值，热电势等)变化的原理。本次我们采用PN结的特性来进行测量。

总 体 方 案 设 计

1总体设计方案

在单片机电路设计中，使用传感器，是非常容易想到的，但是在本次实验中，我们利用PN结的特性，并且利用PN结组成的电桥来测量温度。然后再通过单片机进行转换，可以达到设计效果 2方案的总体设计框图

温度计电路设计总体设计方框图如下图所示，控制器采用MSP430单片机，温度感应采用9013三极管组成的电桥并且经过放大再送入单片机中进行处理，用1602液晶来实现温度的显示。

单片机复位 1602主 报警点按键调液晶显 控制示 温

图1-1 总体设计方框图

温 度 采 集 部 分

在本次设计中，温度采集部分利用PN结的温度特性曲线来进行测试，然后再利用三运放电路进行放大，最终将数据送入单片机中进行处理而进行测量的，温度采集部分的电路图如下：

输出电压的计算公式如下：

显示部分利用1602液晶显示，在此不做过多叙述。

系 统 软 件 设 计

系统程序主要包括主程序和子程序，其中子程序又主要包括读出温度子程序、AD转换子程序、计算温度子程序，液晶显示子程序等。其流程图大致如下：

开始

↓ 关闭看门狗

↓

采集模拟信号

↓ A/D转换 ↓

液晶显示 设 计 步 骤

整个系统通过16位单片机msp430x14x控制AD模块读数，采用LCD1602显示，温度传感器与单片机之间通过串口进行通信。msp430具有超低功耗，片内资源丰富，且外围的整合性高。而AD模块只需要一个端口即可实现通信，连接方便。 1.确定本次设计的方案，并且根据确定的方案做好硬件电路的设计，在硬件电路设计好后画好电路仿真图，与此同时开始学习430单片机并且尝试着编写单片机测试温度的相关程序； (1)硬件电路实验原理：

XMM1VCC5VVCC7315U16VCC5VVCC2R110k¦¸R31k¦¸2R94R424k¦¸R8324k¦¸50%Key=A616k¦¸7VCCR1016k¦¸5VVCC7362150XMM2NE5534ADVEEVEE-5V4U3R2Q12k¦¸50%Key=A02N221912VCC5VVCC736215U2R524k¦¸5R716k¦¸8NE5534ADVEE1VEE-5V4R616k¦¸ 通过测温电桥对环境温度进行测量，用电桥两端的电压差量来表示温度的变化，再通过一个三级差动放大对前面的小电压进行放大，最后与单片机AD模块连接，从而完成接下来的实验。

驱动电路设计：

NE5534ADVEEVEE-5V4VCCVDD5V3.3VVCCR350¦¸31R11k¦¸2N22190Q12VDDR22k¦¸

（2）软件程序设计：

程序主要实现对采集来的模拟信号进行模数转换，并对数字信号进行液晶显示，所以程序有采集模拟信号，A/D转换和液晶显示三个部分。其主要流程在以上已做叙述，在此不做过多赘述；

（3）在软件和硬件都设计好后即开始进行调试，由于本次设计中是我们第一次使用单片机的设计，所以在调试的过程中并没有得到准确的温度值的显示，还得继续努力

一、 设计总结

首先这个课题使我们认识并学习到了一个新的单片机msp430单片机，学会了使用该单片机的编程环以及对c语言编程的熟悉及基本掌握，在这次设计中，我们还知道了如何利用PN结的温度特性来对环境温度进行测试，这样让我们将所学的知识充分应用于实践中。通过这次设计，使我认识到理论联系实际的重要性，在实践中扩展知识面，不但可以掌握本专业的相关知识，而且对其他专业的知识也有所了解，从各方面提高了自身的综合素质。经过这次的设计和制作过程，对于将来学习和工作也是有很大的益处的。 在设计过程中，得到了老师的指导与帮助，在此感谢在实验室辛苦指导我们的指导老师们！