MSP430F413单片机低功耗温度计的设计+源代码+电路图(6)
3.3 报警电路的设计
在报警电路中，单片机与蜂鸣器之间要加一个驱动电路。驱动电路由续流二极管、滤波电容、三极管等组成。续流二极管提供续流，以防蜂鸣器两端产生极高的尖峰电压，损坏三极管。滤波电容的作用是滤除蜂鸣器电流对其它部分的影响。当SVSOUT引脚输出高电平1时，三极管导通，二极管亮，蜂鸣器两端获得正电压而鸣叫；反之，当SVSOUT输出低电平0时，三极管截止，蜂鸣器停止发声，报警电路图如图8所示。
图8 报警电路图
3.4 显示电路的设计
在显示电路中，选用LCD1602_3.3(蓝屏)液晶显示。液晶屏观察方便，功耗低，符合本设计低功耗的要求。MSP430F413单片机的P3、P4、P5口均有第二功能，除了作为普通的I/O口外，还可以驱动LCD液晶模块。所以，LCD显示可以直接和单片机相连接，简化了电路。引脚R33、R23、R13、R03间的三个1M欧姆的电阻分压器为液晶显示器提供参考偏置电压。
4. 软件程序的设计
在本系统中采用模块化程序设计，分为主程序与子程序。温度测试程序是核心，功能是对温度传感器送过来的数据进行处理、判断和显示。MSP430主控程序控制各模块的运行及数据的发送和处理。时间控制程序控制时间的运行和显示。段码液晶显示程序向LCD送数据，控制温度时间显示部分等。键盘扫描电路及按键处理程序实现按键的识别及相关处理。以下是对几个主要模块的软件设计。
4.1 DS18B20温度采集处理模块
图11 温度采集流程图
图9 温度采集处理模块流程图
本设计采用DS18B20进行温度采集。开始初始化以后，进行温度采集，当温度在设定的范围内时，显示当前温度值，当温度不在设定的范围时触发报警电路进行复位操作。温度采集处理模块流程图如图9所示。
4.2 LCD显示模块
液晶显示器是一个慢显示器件，则在执行每一条指令之前都要进行判断显示器的忙标志位是否为低电平（调用指令9检测BF位）。当为低电平时才能进行读写操作。开始以后，判断忙标志位，若为闲置状态则初始化，清除掉LCD的显示内容，标志位为忙则等待。向LCD写指令，写数据，再将写显示数据送至LCD，LCD将自定义字符送入CGRAM进行显示[11]。
4.3 时钟模块
在本设计中，扩展了时间显示的功能。首先判断SWAP键是否按下，当SWAP键按下时，主程序跳转到时钟模块的子程序，进行时间显示和修改的操作。时钟模块流程图如图10所示。
图10 时钟模块流程图
4.4 休眠模块
为了进一步降低本设计的功耗，给该温度计加入了休眠和按键唤醒的功能，即从软件设计方面降低系统的功耗，融入了低功耗的思想。方法是尽可能在最短的时间内把主要命令执行完，然后进入休眠状态，直到按键唤醒，计数器清零。当按键按下后15秒没有进一步的操作则系统进入休眠状态。休眠模块流程图如图11所示。
图11 休眠模块流程图
4.5 单片机温度计的Proteus仿真
Proteus是英国Labcenter Electronics公司研发的EDA工具软件。其特色是能实现单片机与外设的混合电路系统、软件系统的设计和仿真[12]。它的四大功能模块是：智能原理图设计（ISIS）、完善的电路仿真功能（Prospice）、独特的单片机协同仿真功能（VSM）和实用的PCB设计平台[13]。仿真是用AT89C52作为主控制器，实现了温度的显示、报警、日历时钟的显示及修改的功能。温度大于30℃红灯亮、小于0℃黄灯亮、其他温度时绿灯亮。系统Proteus仿真图如图12所示。