以MSP430F149為核心的溫度檢測儀的硬件模塊和軟件設計

摘要：溫度檢測儀主要是對溫度進行檢測，對溫度的靈敏作出及時的反應。以MSP430F149為核心的溫度檢測儀成本較低，功耗低，有很高的可靠性，對周圍環(huán)境抗干擾的能力也較強，對溫度的變化反應靈敏，這就得益于其內部的硬件模塊和軟件設計，能夠應用于不同的環(huán)境，據不同的需要應用在多類的溫度檢測系統(tǒng)中。這里從其硬件模塊和軟件設計對其特點進行分析、論證。
關鍵詞：MSP430F149；檢測系統(tǒng)；硬件；軟件；低功耗

0 引言
蘭州大型的綜合工程重離子加速器——冷卻存儲環(huán)(HIFRL-CSR)是國家科學重點工程之一，在其內部控制系統(tǒng)里存在著大量的測量溫度的場合，這些場合依靠約束離子的行為發(fā)揮CSR主環(huán)中的磁場作用，在磁場中，這些帶電粒子束有時處于聚焦狀態(tài)，有時則處于傳輸狀態(tài)，且磁場性能的好壞對束流品質有直接影響。
由于磁鐵的溫度與磁場性能及安全密切相關。磁鐵的線圈中通過電流時，會產生很高的溫度，因此，對其溫度的測量是一項非常重要的工作。以MSP430F149為核心的溫度檢測儀基于此要求進行設計，并投入使用，是一款成本低并且性能良好的測溫儀。

1 溫度測量原理
1．1 溫度測量的流程分析
在該設計中，測溫范圍應控制在20～70℃范圍內，且測溫精度約為±1℃；當溫度高于70℃時，則發(fā)出自動報警提示。目前，大多數(shù)溫度監(jiān)測系統(tǒng)精度較低，程序響應的時間都比較慢，僅能監(jiān)測到8路。而在此設計中擬用8個開關進行模擬，這樣就可以實現(xiàn)監(jiān)測到64路。這樣，在該電路中，可以主要測量其電橋溫度，利用A／D轉換器實行轉換，僅需采取VCO和單片機接口即可實現(xiàn)。
當溫度信號發(fā)出時，選擇Pt100傳感器，其鉑電阻的阻值會隨著溫度的變化而發(fā)生變化，并且會呈現(xiàn)一定的函數(shù)關系，Pt100傳感器利用這一特點，實現(xiàn)測溫功能。其中，溫度與阻值之間的關系可表示為：

1．2 溫度測量的參數(shù)分析
一般情況下，將溫度測量控制在-200～+800℃，允許偏差為：A級±(0．15+0．002|t|)，B級±(0．30+0．005|t|)；其中，熱電阻最小的置入深度不得低于2DO mm；響應時間控制在30 s范圍內；允許通過的電流不大于5 mA。除此以外，溫度傳感器Pt100還具有穩(wěn)定性能好、抗振動、測量準確性高、耐受高壓的優(yōu)點。
Pt100溫度傳感器測量系統(tǒng)的流程圖如圖1所示。