MSP430F413单片机低功耗温度计的设计+源代码+电路图(3)
100-3000
180-3500 1-10
5-20
5-20 非 快
中
快 适合 高
温度传感器是温度测量系统中较为重要的部分。温度传感器正从原有的的模拟化、集成化朝着数字化、智能化方向跨越式发展[2]。智能温度传感器能输出温度数据及相关的温控量，适配各种微控制器，并且可通过软件来实现测试功能即智能化取决于软件的开发水平。智能温度传感器包括了数字温度传感器和石英温度传感器。数字温度传感器被广泛应用于工业控制、电子测温计、医疗仪器等各种温控系统中。例如：用于热化疗仪中对药液的温度进行测量，能获得较好的测温效果；可用于温室大棚的温度检测，当温度过高就产生报警信号；在轮胎生产中进行的温度检测等。单片机因其有功能强、体积小、可靠性高、开发周期短等的优点，而在自动化和各个测控领域中得到广泛的应用。因为单片机和传感技术的快速发展，使得温度的自动测控系统得到了长足的发展，并逐步取代了传统的温控系统。本设计选用的是数字式温度传感器DS18B20，它仅使用一根信号线，既可供电又能传输数据，而且数据传输是双向的，单总线具有“线与”功能，连接方便，便于扩展[3]。连接电路简单，价格便宜但是不适用于测量高温气体等。
1. 设计方案论证
1.1 设计要求
本设计主要针对低功耗温度计进行研究设计。设计主要的功能是：温度信号经传感器送到单片机处理并通过显示器进行显示。温度在-10℃-100℃内上下限可调，并能正确显示，若不在此范围内时发出声光报警。日历时钟通过显示器显示，并能进行每一位的修改。
1.2 设计方案选择
方案一
方案一是基于pt500的单片机测温，方案一框图如图1所示。
图1 方案一框图
该方案基于AT89C51单片机，结合铂电阻pt500作为测温元件。51系列单片机是Intel公司推出的通用型单片机，在市场上较为普遍。用51单片机进行功能扩展，外围连接较多。在本设计中要求有温度采集，而51单片机没有自带的A/D转换，需外接A/D转换芯片，使得整体功耗变大，且电路设计复杂。热敏电阻作为测温传感器：灵敏度高、热惯性小、适合动态测量；缺点是：阻值与温
度成非线性，元件的稳定性与互换性较差等。显示部分选用LCD液晶显示屏，功耗较低，显示清晰，稳定可靠，但是价格较高。
方案二
方案二是基于热电偶和MSP430单片机，方案二框图如图2所示。
该方案选用MSP430单片机作为主控制器，热电偶作为温度传感器。MSP430单片机功耗低，内部资源丰富，有A/D转换模块，简化了设计电路。热电偶的测温范围大，适合极端温度情况。缺点是需要冷端补偿使得电路设计复杂。数码管显示亮度高、体积小、重量轻，但其显示信息简单、有限，功耗较高。
图2 方案二框图
方案三
方案三是基于MSP430单片机和DS18B20温度传感器的，方案三框图如图3所示。
图3 方案三框图
该方案选用MSP430单片机作为主控制芯片结合数字温度传感器DS18B20和LCD液晶显示屏。DS18B20通过单总线与单片机连接，结构简单，价格便宜但是不适用于测高温气体等。本设计不是针对极端温度情况的温度计，所以DS18B20符合设计要求。
综合以上三个方案，分析比较了各电路的复杂程度、稳定性、功耗高低等几个方面，选择方案三作为本设计的总体方案。
2. 元器件的介绍
2.1 MSP430F单片机的介绍