基于MSP430F149的溫度采集報警系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)

　　引言

　　隨著電子計算機信息技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，采用單片機實現(xiàn)的溫度監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用越來越多。且采用單片機實現(xiàn)的溫度監(jiān)控系統(tǒng)具有自動化和無人值守等特點，使得它們在許多應(yīng)用場合得到了廣泛的應(yīng)用。本文介紹的溫度采集報警系統(tǒng)具有一定的通用性，它采用傳感器與單片機的A/D通道相連，簡化了模擬采集的設(shè)計，從而減小設(shè)計的復(fù)雜性，增加系統(tǒng)的可靠性，也同時減小了PCB的面積。報警和顯示模塊主要是驅(qū)動蜂鳴器實現(xiàn)報警功能和便于實時觀察。該系統(tǒng)充分體現(xiàn)了智能化、低功耗、高精度的發(fā)展趨勢。重點在于傳感器的設(shè)計及智能化、低功耗的硬件電路設(shè)計上。

　　2 系統(tǒng)硬件設(shè)計與實現(xiàn)（單元電路設(shè)計）

　　系統(tǒng)以單片機MSP430F149為核心。本系統(tǒng)的功能設(shè)計目標(biāo)應(yīng)該包括以下幾個方面：鍵盤輸入模塊、傳感器采集模塊、顯示模塊、報警模塊、CPU處理模塊和電源供電及復(fù)位模塊等。下面詳細介紹一下各單元的硬件電路和實現(xiàn)的功能。

　　
　　2.1.1 電源部分設(shè)計

　　整個系統(tǒng)采用3.3V供電，考慮到硬件系統(tǒng)對電源要求具有穩(wěn)壓功能和紋波小等特點，另外也考慮到硬件系統(tǒng)的低功耗等特點，因此該硬件系統(tǒng)的電源部分采用TI公司的TPS76033芯片實現(xiàn)，該芯片能很好滿足該硬件系統(tǒng)的要求，另外該芯片具有很小的封裝，因此能有效節(jié)約PCB板的面積。為了使輸出電源的紋波小，在輸出部分用了一個2.2uF和0.1uF的電容，另外在芯片的輸入端也放置一個0.1uF的濾波電容，減小輸入端受到的干擾。

　　2.1.2 復(fù)位電路部分設(shè)計

　　在單片機系統(tǒng)里，單片機需要復(fù)位電路，復(fù)位電路可以采用R-C復(fù)位電路，也可以采用復(fù)位芯片實現(xiàn)的復(fù)位電路，R-C復(fù)位電路具有經(jīng)濟性，但可靠性不高，用復(fù)位芯片實現(xiàn)的復(fù)位電路具有很高的可靠性，因此為了保證復(fù)位電路的可靠性，該系統(tǒng)采用復(fù)位芯片實現(xiàn)的復(fù)位電路，該系統(tǒng)采用MAX809芯片。為了減小電源的干擾，還需要在復(fù)位芯片的電源輸入腿加一個0.1uF的電容來實現(xiàn)濾波，以減小輸入端受到的干擾。

　　2.1.3 鍵盤輸入電路部分設(shè)計

　　鍵盤輸入電路主要是用來輸入數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)人機交互。該系統(tǒng)的鍵盤設(shè)計是采用掃描方式實現(xiàn)的矩陣鍵盤。該矩陣掃描鍵盤由行線和列線組成，鍵盤的行線作為鍵盤的控制輸出端，鍵盤的列線作為鍵盤的輸入端。鍵盤的列線通過上拉電路將兩個管腳拉高，這樣在沒有按鍵按下的情況下，這兩個管腳的電平為高電平，如果有按鍵按下，則相應(yīng)的列線管腳為低電平，從而觸發(fā)中斷進入中斷服務(wù)程序，進而獲得輸入的數(shù)據(jù)。

　　2.1.4 顯示電路部分設(shè)計

　　系統(tǒng)的顯示電路采用的是簡單的LED顯示方式，這樣的方式能滿足該系統(tǒng)的要求，也可以減低系統(tǒng)的成本。該顯示電路直接與單片機的數(shù)據(jù)I/O口進行連接，由于MSP430F149具有豐富的I/O口資源，這樣采用并行的接口方式非常容易，減小了系統(tǒng)設(shè)計的復(fù)雜度，也可以增加系統(tǒng)的可靠性。
　　
　　2.1.5 報警電路部分設(shè)計

　　該部分電路主要是驅(qū)動一個蜂鳴器，這樣只需要將蜂鳴器的一端接地，另外一端與單片機進行相連就可以了，考慮到MSP430F149的驅(qū)動能力，需要加一個放大電路。為了減少電源的輸入紋波對放大電路的影響，在電源的管腳增加一個0.1uF的電容來實現(xiàn)濾波，以減小輸入端受到的干擾。圖2為報警電路。