基于MSP430單片機(jī)的智能溫度檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要： 論述了一種以16 位單片機(jī)MSP430F149 為控制核心， 利用數(shù)字化溫度傳感器DS18B20實(shí)現(xiàn)溫度測量的智能溫度檢測系統(tǒng)。詳細(xì)論述了該系統(tǒng)的硬件組成和軟件設(shè)計(jì)， 給出了關(guān)鍵部分的電路圖及相應(yīng)的MSP430F149單片機(jī)溫度測量程序。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明， 該智能溫度檢測系統(tǒng)具有低成本、可靠性高、結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)實(shí)用等特點(diǎn)， 可根據(jù)不同需要應(yīng)用于多種工農(nóng)業(yè)溫度檢測領(lǐng)域。

1 引言

隨著設(shè)備的電氣化和自動(dòng)化程度不斷提高， 對設(shè)備和環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控顯得尤為重要。傳統(tǒng)的測溫器件熱敏電阻測出的一般是電壓， 需要再轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的溫度， 這就要有其它外部硬件的支持。因此硬件電路比較復(fù)雜， 設(shè)計(jì)成本也比較高。智能溫度檢測系統(tǒng)采用的是一種改進(jìn)型智能溫度傳感器DS18B20, 數(shù)字溫度傳感器通過單總線與單片機(jī)連接， 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單， 抗干擾能力強(qiáng)， 適合于惡劣環(huán)境下進(jìn)行現(xiàn)場溫度測量， 也可應(yīng)用于倉庫測溫、高層空調(diào)控制和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程監(jiān)控等領(lǐng)域。

2 溫度檢測系統(tǒng)硬件構(gòu)成

該溫度檢測系統(tǒng)由主控制器MSP430F149、存儲(chǔ)模塊CAT24WC64、液晶顯示模塊HTM1602A、語音報(bào)警模塊ISD1420、矩陣鍵盤和單總線接若干溫度傳感器DS18B20組成。系統(tǒng)硬件框圖如圖1所示。由圖可見， 多點(diǎn)溫度測量電路只占用了MSP430F149 的一個(gè)普通IO口， 系統(tǒng)資源利用率較高。

圖1 系統(tǒng)硬件總體電路圖

2. 1 DS18B20

2. 1. 1 DS l8B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2 所示， 主要由四部分組成： 光刻ROM、溫度傳感器、非易失性的溫度報(bào)警觸發(fā)器TH 和TL 配置寄存器。DS18B20 可以有多種封裝形式， 在TO - 92封裝中， 如圖2 （ a ）所示， GND 為接地引腳， DQ 為數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳，VDD為可選的外部電源供電引腳， 在寄生電源工作方式下接地。光刻ROM中的64位序列號是出廠前被光刻好的， 它可以看作是該DS18B20的地址序列碼。64位光刻ROM 的排列是： 開始8位（ 28H ）是產(chǎn)品類型標(biāo)號， 接著的48 位是該DS18B20自身的序列號， 最后8位是前面56位的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼。

光刻ROM 的作用是使每一個(gè)DS18B20 都各不相同， 這樣就可以實(shí)現(xiàn)一根總線上掛接多個(gè)DS18B20的目的。

圖2 DS18B20整體結(jié)構(gòu)圖