基于MSP430的智能溫度檢測系統(tǒng)設計

2. 2 MSP430F149

　　本設計的主控芯片采用美國德州儀器公司的16位帶FLASH 單片機MSP430F149。它具有處理能力強、運行速度快、功耗低等優(yōu)點。其工作電壓為1. 8V ~ 3. 6V; CPU 運行正交的精簡指令集。片內(nèi)寄存器數(shù)量多。存儲器可實現(xiàn)多種運算。

　　MSP430F149中斷源較多并可任意嵌套， 系統(tǒng)處于省電狀態(tài)， 用中斷請求喚醒只需6 微秒。它還具有豐富的外圍器件。其16位定時器T imerA具有4種工作模式， 可同時進行多個捕獲/比較功能； 48個可獨立編程的I /O 口； 2 個串行通信接口微秒ART0與微秒ART1; FLASH 存儲器多達60KB, 擦寫次數(shù)可達10萬次。該款芯片的超低功耗和良好的性能價格比使其非常適合工業(yè)監(jiān)控領域。

　　2. 3 語音報警模塊

　　對于溫度的超限情況進行報警， 系統(tǒng)采用語音報警方式。語音報警由ISD1420 芯片控制， 它具有分段錄放功能， 每次錄放時間為20S。預先錄制好的溫度語音， 由MSP430單片機判斷被測溫度， 當測量值高出或低于標準值時放出各自相應的錄音， 從而實現(xiàn)溫度的報警功能。

　　2. 4 溫度顯示模塊

　　液晶顯示模塊HTM 1602A 是基于S6A0069 芯片構建的2行l(wèi)6列字符型的LCD 液晶顯示模塊， 其字符顯示的分辨率是5×8 （即每個字符是由一個5× 8的點矩陣構成）?；赟6A0069所編寫的控制程序亦可以很方便地應用于其它大部分字符型液晶顯示模塊。因此選用HTM 1602A 模塊顯示系統(tǒng)的測溫結果。

　　2. 5 數(shù)據(jù)存儲模塊

　　系統(tǒng)采用CAT24WC64 作為存儲芯片。

　　CAT24WC64是一個64k位串行CMOS EEPROM, 內(nèi)部含有8192個8位字節(jié)， 具有一個32 字節(jié)寫緩沖器， 該器件通過I2C 總線接口進行操作， 有專門的寫保護功能。測溫系統(tǒng)采用CAT24WC64用來集中記錄單總線上所有溫度傳感器的注冊信息， 即按地址順序存放DS18B20 的64位光刻ROM 序列碼。每個序列碼占用8字節(jié)空間， 系統(tǒng)管理程序會以8字節(jié)為基數(shù)計算傳感器注冊碼的地址序號， 并反饋給用戶作為傳感器的標識號。

　　2. 6 串口通信接口電路設計

　　將MSP430F149單片機采集的溫度數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C， 利用MSP430 單片機的通訊接口連接到RS232串行口接收或發(fā)送數(shù)據(jù)和指令， 但是單片機的TTL電平和RS232不兼容， 因此使用MAX232進行電平轉換， 其接口電路圖如圖3所示。

圖3 MSP430F149與PC機的串行接口電路

　　MSP430 有兩組通訊接口， UTXD0、URXD0 和UTXD1、URXD1, 這里用的是第一組。MSP430F149單片機3. 3V 的信號由UTXD0出來輸入到MAX232的T1 IN 腳， 轉換成±15V的信號由T1OUT 送到通訊標準接頭的2腳（ RXD） , ±15V 的信號由通訊標準接頭的3腳（ TXD ）出來輸入到MAX232 的R1 IN腳， 轉換成±15V 的信號由R10UT 送到單片機的URXDO。

　　3 溫度檢測系統(tǒng)軟件設計

　　MSP430系列是一種具有集成度高、功能豐富、功耗低等技術特點的16位單片機， 它采用c語言完成程序設計， 大大提高了開發(fā)調(diào)試的工作效率； 同時用c語言所產(chǎn)生的文檔資料也容易理解， 便于移植。

　　3. 1 下位機編程

　　系統(tǒng)程序設計包括主程序， 復位子程序， 報警和分辨率設置子程序， 溫度轉換子程序， 讀溫度子程序， 計算溫度和顯示溫度子程序等等。MSP430F149對DS18B20的訪問流程是： 先對DS18B20初始化，再進行ROM 操作命令， 最后才能對存儲器RAM 操作。程序流程圖如圖4 所示。下面就簡要介紹MSP430系列單片機C 語言的幾個主要子程序。

圖4 程序流程圖