MSP430单片机温湿度测控系统试验系统驱动设计(4)
1）根据本次设计要达到的目的，查找相关资料，对系统涉及到的测控原理和相关的成果进行整理总结；
2）结合相关资料，对温度控制系统的设计原理进行分析，对其中重要的元器件功能进行介绍；
3）熟悉系统硬件原理后，完成核心元件单片机的上电初始化设计，保证单片机能够正常工作；
4）完成数字温度采集模块的软件设计，利用单总线数字温度计DS1820采集温度数据；
5）对系统写入程序，进行仿真调试，并对结果进行分析。
2 系统相关器件简介
根据本次设计的目的，本章主要是对温度控制系统需要的元器件进行确定和介绍，重点介绍了需要编程的单片机、单总线数字温度传感器及JTAG仿真的基础知识，了解系统用到的元器件以及相关软件开发工具的使用方法。
2.1 MSP430系列单片机
本次设计的系统采用的单片机是超低功耗的MSP430F149，它是MSP430系列单片机的一种，具有多种优点，下面将做具体介绍。
2.1.1 MSP430系列单片机简介
MSP430系列单片机是美国德州仪器（TI）公司于1996年开始推向市场的一类16位、具有精简指令集、超低功耗的混合型单片机。由于它的各种优点，使得它一经推出就受到业内人士的欢迎，被广泛应用于便携式仪器仪表、监测、医疗器械以及汽车电子等领域。
MSP430的主要特点有：
1）超低功耗 拥有5种低功耗模式，一是适应不同的需要。CPU从低功耗模式被唤醒，这个过程最多只需要6us，因此，在某些需要迅速做出反应的应用中，CPU能够及时退出低功耗模式，进入工作模式。
2）灵活的时钟使用方式 除了片内集成一个浸提振荡器外，还可外接1-2个晶体振荡器。
3）高速的运算能力 16位RISC架构，125ns指令周期。
4）丰富的功能模块 集成了大量的功能模块。带有三个或七个扑捉/比较影子寄存器的16位定时器B；三个扑捉/比较寄存器的16位定时器A。
5）灵活快速的编程方式 可通过JTAG和BSL两种方式向CPU内装载程序。
6）具有内部参考电平 采样保持和自动扫描的12位A/D转换器。
7）串行在线编程无需外部编程电压，可编程的安全熔丝代码保护
8）地点远电压范围 1.8v-3.6v。
本次设计采用的是MSP430F149单片机，该单片机有100个引脚，大部分是复用的，主要包括：6个8位的I/O口；JTAG仿真口；一个8+4通道的12位A/D转换器；两个串行通讯模块；一个高精度的比较器A；具有4个COM端的液晶驱动；液晶接口S0-S31 。如下图2.1所示为MSP430F149单片机的引脚图。
图2.1 MSP430F149单片机引脚图
2.1.2 MSP430系列单片机工作原理及实现
微处理器开始工作的起点是复位操作，MSP430单片机有两种复位信号：上电复位信号（POR）和上电清除信号（PUC）。而典型的复位电路如下图2.2所示：
图2.2 上电复位电路图
上电复位后，激活CPU，进入工作模式。而MSP430具有低功耗的特点，耗电量与其工作频率有直接关系，其关键是应用它的时钟系统，最大化低功耗模式的工作时间。低功耗模式共有5种，为LPM0-LPM4，其中耗电最少的是LMP4，仅为0.1μA，几乎可以忽略不计；CPU运行状态称为AM模式，它的耗电量最多。工作电压也对功耗有影响，电压越低功耗也越低。而MSP430的工作电压仅为1.8-3.6v。
MSP430系列单片机的基本工作模式如下表2.1示。上电和外部复位信号产生POR信号，POR信号会引起PUC信号。看门狗激活时，定时器溢出和安全键值错误也会引起PUC信号。PUC信号结束后，MSP430进入AM状态。在AM状态程序可以选择进入任何一种低功耗模式，然后再适当的时机，由外围模块的中断使CPU退出低功耗模式。