基于MSP430的低功耗便攜式測(cè)溫儀設(shè)計(jì)

基于MSP430的低功耗便攜式測(cè)溫儀設(shè)計(jì)摘要:溫度是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究的重要的測(cè)量參數(shù)之一。高度集成、低功耗、可編程以及數(shù)字化是現(xiàn)代電子檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向，因此，便攜式溫度測(cè)量?jī)x在國(guó)內(nèi)外得到廣泛的研究與應(yīng)用。本文設(shè)計(jì)了一種基于MSP430F435單片機(jī)的低功耗便攜式測(cè)溫儀,該測(cè)溫儀采用熱電阻傳感器PTl00，16位高集成度、超低功耗單片機(jī)MSP430F435，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度信號(hào)的采集和處理。該儀表能夠連續(xù)多點(diǎn)測(cè)溫，具有記憶功能。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定可靠、測(cè)量精度高、功耗低、便攜性好、功能齊全、適用場(chǎng)合廣泛等特點(diǎn)，滿足了現(xiàn)代化的工業(yè)發(fā)展需求。關(guān)鍵詞:溫度測(cè)量?jī)x，MSP430F435,單片機(jī)，傳感器，低功耗DesignofLow-powerConsumptionPortableMultifunctionalTemperatureMeasurerBasedonMSP430Abstract:Thetemperatureisanoneofimportantmeasurementparameterinindustryandagricultureproduction,scienceresearchandnewtechnologydevelopmentprocess．Themodernelectrondetectingtechnologyisdevelopingtowardthedirectionofhighlevelofintegration,So,aportabletemperaturemeasuringinstumenthasbeenwidelyresearchandapplicationathomeandabroad.Basedonthis,thethermometerusesthethermalresistancesensorPTl00，16positionhighintegrationandultralowpowerconsumptionmonolithicintegratedcircuitMSP430F435，whichachievetemperaturesignalgatheringandprocessing．Theinstrumentcapableofcontinuousmultipointtemperature,withmemory,printandotherfunctions.Thethermometerconformstheneedsofmodernindustrialdevelopment,whichhasalotofcharacteristics,suchassimplestructure,stableandreliablework,highmeasuringaccuracy,lowpowercomsumption,goodportabilityfullyfunctionsandwidelyaplicableoccasions,andsoon.Keywords:temperaturemeasurer,MSP430F435,singlechipmicrocomputer,sensor,lowpowerconsumption頁(yè)共35頁(yè)1緒論21世紀(jì)是以知識(shí)經(jīng)濟(jì)為特征的信息時(shí)代，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，儀器儀表的作用被越來越看重，著名科學(xué)家王大珩、楊家墀、金國(guó)藩曾指出“儀器儀表是信息產(chǎn)業(yè)的重要部分，是信息工業(yè)的源頭”[1]。儀器儀表在生產(chǎn)發(fā)展、科學(xué)研究以及人們的日常生活中有著十分重要的作用。隨著微型計(jì)算機(jī)技術(shù)及嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展，儀器儀表朝著高集成度、低功耗、便攜式、可編程以及數(shù)字化的方向發(fā)展。為了對(duì)傳統(tǒng)儀器儀表進(jìn)行更新升級(jí)，近些年各研究和使用單位正致力于智能儀表的開發(fā)和應(yīng)用工作。溫度是關(guān)于物體冷熱程度的度量，是自然界主要的物理量之一，而溫度測(cè)量是工農(nóng)業(yè)、國(guó)防和科研等部門最普遍的測(cè)量項(xiàng)目，溫度在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、現(xiàn)代科學(xué)探討、醫(yī)學(xué)研究及高新技術(shù)開發(fā)過程中是一個(gè)極其普遍而重要的測(cè)量參數(shù)，溫度測(cè)量?jī)x現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)實(shí)驗(yàn)室，工業(yè)，環(huán)保，衛(wèi)生防疫，倉(cāng)儲(chǔ)運(yùn)輸，博物館，溫室等領(lǐng)域，因此提出進(jìn)行基于MSP430單片機(jī)的低功耗便攜式測(cè)溫儀設(shè)計(jì)，具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值[2]。1.1溫度測(cè)量?jī)x概況1.1.1溫度測(cè)量?jī)x原理溫度是表征物體冷熱程度的參數(shù)，它不能像質(zhì)量，長(zhǎng)度那樣用直接比較的方法來獲得量值，只能通過物質(zhì)與溫度有關(guān)的其它物理性質(zhì)來測(cè)量它，例如物體的體積、粘度、電導(dǎo)率等。溫度測(cè)量是通過溫度傳感器來實(shí)現(xiàn)的，溫度測(cè)量的過程就是通過溫度傳感器將被測(cè)對(duì)象的溫度值轉(zhuǎn)換成電或者其它形式的信號(hào)，傳遞給信號(hào)處理電路進(jìn)行信號(hào)處理轉(zhuǎn)換成溫度值顯示出來。一般的溫度測(cè)量?jī)x器通常都是由溫度傳感器和信號(hào)處理這兩部分組成的，具備檢測(cè)以及顯示兩個(gè)功能。對(duì)于簡(jiǎn)單的溫度測(cè)量?jī)x來說，檢測(cè)和顯示這兩部分是連在一起的，例如水銀溫度計(jì)；但是在較為復(fù)雜的溫度測(cè)量?jī)x中則分成獨(dú)立的兩個(gè)部分，中間用導(dǎo)線聯(lián)接起來，例如熱電阻或熱電偶是檢測(cè)部分，而相應(yīng)的指示和記錄儀表是顯示部分。1.1.2溫度測(cè)量?jī)x分類按照對(duì)物體測(cè)量的不同方式，溫度測(cè)量?jī)x可以分為接觸式和非接觸式兩大類型。在測(cè)量溫度的時(shí)候，測(cè)溫儀檢測(cè)部分如果直接與被測(cè)介質(zhì)直接接觸的則為接觸式溫度測(cè)量?jī)x；如果檢測(cè)部分沒有與被測(cè)介質(zhì)直接接觸，則稱為非接觸溫度測(cè)量?jī)x。隨著社會(huì)的快速發(fā)展，使得溫度測(cè)量的要求也越來越高，目前市場(chǎng)上出現(xiàn)了各種各樣的便攜式溫度測(cè)量?jī)x，能滿足不同的測(cè)溫需要。隨著電子器件的不斷發(fā)展，便攜式數(shù)字溫度測(cè)量?jī)x已逐漸得到應(yīng)用，由于它配有各種樣式的熱電偶和熱電阻探頭，使用時(shí)比較方便靈活；另外，便攜式紅外輻射溫度計(jì)的發(fā)展也很迅速，裝有微處理器的便攜式紅外輻射溫度計(jì)具有存貯和計(jì)算的功能，能顯示一個(gè)被測(cè)表面的多處溫度，或一個(gè)點(diǎn)溫度多次測(cè)量的平均溫度、最高溫度和最低溫度等不同的參數(shù)。此外，還有多種其它類型的溫度測(cè)量?jī)x，例如用晶體管測(cè)溫元件和光導(dǎo)纖維測(cè)溫元件構(gòu)成的儀表；采用熱象掃描方式的熱象儀，可直接拍攝和顯示被測(cè)物體溫度場(chǎng)的熱象圖，可用于檢查大型爐體、發(fā)動(dòng)機(jī)等的表面溫度分布；另外還有利用激光，測(cè)量物體溫度分布的溫度測(cè)量?jī)x器等。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，采用單片機(jī)進(jìn)行溫度檢測(cè)、數(shù)字顯示、信息存儲(chǔ)及實(shí)時(shí)控制。對(duì)于提高企業(yè)生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源等都有重要的作用。1.2測(cè)溫儀國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r儀器儀表的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，覆蓋范圍包括了工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科技、環(huán)保、國(guó)防、文教衛(wèi)生、交通、人民生活等各個(gè)方面，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)各行各業(yè)的運(yùn)行過程中承擔(dān)著把關(guān)者和指導(dǎo)者的任務(wù)?，F(xiàn)代儀器儀表的發(fā)展水平是國(guó)家科技水平和綜合國(guó)力的重要體現(xiàn)，近年來，隨著我國(guó)能源、化工、節(jié)能環(huán)保等領(lǐng)域快速發(fā)展，儀器儀表也提出了更高、更新、更多的要求[3]。電子儀器的發(fā)展，從元器件的使用方面來看，它經(jīng)歷了真空管、晶體管和集成電路三個(gè)階段。從工作原理方面來看，電子儀器的發(fā)展經(jīng)歷了模擬式、數(shù)字式、智能式三代[4]：第一代是模擬式電子儀器。它們的基本結(jié)構(gòu)是電磁式的，基于電磁測(cè)量原理，使用指針來顯示最終的測(cè)量結(jié)果。大量指針式的電流表、電壓表、功率表均是典型的模擬式儀器。這一代儀器功能簡(jiǎn)單，響應(yīng)速度慢，精度低。第二代是數(shù)字式電子儀器。它們的基本結(jié)構(gòu)中離不開A/D轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，通過A/D轉(zhuǎn)換將模擬信號(hào)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，并以數(shù)字形式顯示結(jié)果。它的速度快，精度高，讀數(shù)直觀清晰，并且可以打印輸出，也方便與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合。同時(shí)在遠(yuǎn)距離傳輸方面數(shù)字信號(hào)有優(yōu)勢(shì)，所以遙測(cè)和遙控方面數(shù)字式電子儀器更加適用。第三代是智能儀器。智能儀器是儀器儀表發(fā)展到一定程度后的產(chǎn)物，是一種新型的電子儀器。它是在數(shù)字化的基礎(chǔ)上用微處理器裝備起來的，是電子儀器與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。它具有運(yùn)算、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、邏輯判斷能力，能隨著被測(cè)參數(shù)的變化自己選擇量程，可自動(dòng)補(bǔ)償、自動(dòng)校正、自尋故障等，可以做一些需要人類的思考才能完成的工作，它已經(jīng)具備了一定的智能，所以被稱為智能儀器。智能化儀器儀表從出現(xiàn)就顯示了它的強(qiáng)大能力，現(xiàn)已成為如今儀器儀表發(fā)展的一個(gè)主要方向。進(jìn)入21世紀(jì)，便攜式測(cè)溫技術(shù)在國(guó)內(nèi)外都取得了顯著成效。在2003年席卷全國(guó)的抗非典斗爭(zhēng)中，中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所，在國(guó)家863計(jì)劃成果的基礎(chǔ)上，對(duì)紅外傳感技術(shù)在非接觸式紅外體溫計(jì)的應(yīng)用上進(jìn)行了深入的研究，在很短時(shí)間內(nèi)取得了顯著成果，研發(fā)出非接觸便攜式紅外線測(cè)溫儀，寫下了國(guó)內(nèi)該領(lǐng)域的新篇章。國(guó)內(nèi)便攜式紅外測(cè)溫儀主要有：華中科技大學(xué)研制的“慧眼HW-05”人體溫度紅外熱圖儀，其分辨率高達(dá)0.06℃[5]；中科院上海物理研究所也研制出了紅外線測(cè)溫儀[6]；蘭州大學(xué)合華技術(shù)應(yīng)用開發(fā)中心開發(fā)的LHW-I紅外線測(cè)溫儀[7][8][9]?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)相關(guān)測(cè)溫儀，特別是便攜式測(cè)溫儀方面已經(jīng)較成熟，以北京、天津、廣州、深圳、杭州、廈門和西安等城市技術(shù)最為成熟，產(chǎn)品最為普及[10][11][12][13]。然而，這種設(shè)備的測(cè)量結(jié)果還有待進(jìn)一步校正[14[15]]。在溫度測(cè)量方面各國(guó)均取得了許多可喜的成果，其中前蘇聯(lián)的壓電石英頻率溫度計(jì)分辨能力可達(dá)0.0001℃，理論上可達(dá)0.00001℃，而且在-40℃~230℃范圍內(nèi)具有溫度與頻率的線性特性；我國(guó)生產(chǎn)的石英溫度傳感器分辨率達(dá)到0.0001℃，誤差在0.05℃以內(nèi)，中國(guó)航天工業(yè)總公司702所研制的5901(STP-1000)型粘貼式測(cè)溫片，其靜態(tài)測(cè)溫精度為0.5%，快速響應(yīng)時(shí)間小于0.013s[16][17][18]。自1999年開始，就有很多國(guó)家致力于該類項(xiàng)目的開發(fā)和研究，至今已經(jīng)有多個(gè)國(guó)家的產(chǎn)品達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。主要產(chǎn)品與開發(fā)公司有：德國(guó)博朗集團(tuán)開發(fā)出只需1秒即可測(cè)出體溫的紅外體溫計(jì)；日本歐姆龍也研制出幾款非接觸式紅外體溫計(jì)，BJ40型非接觸式醫(yī)用紅外線體溫計(jì)，精確度為-0.2至+0.2；WFHX-68A型便攜式溫度計(jì)，分辨率為0.1℃，測(cè)量精度為-0.2至+0.2；意大利的THERMOFocus-reg,測(cè)量精度為±0.2℃。該類產(chǎn)品產(chǎn)品的應(yīng)用也已經(jīng)十分廣泛，如：美國(guó)早在本世紀(jì)初初頒布了有關(guān)紅外線測(cè)溫計(jì)的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，而美國(guó)雷泰公司所生產(chǎn)的該類產(chǎn)品已經(jīng)較為完善[19][20][21][22]。1.3主要內(nèi)容該設(shè)計(jì)研究了一種超低功耗智能便攜式溫度測(cè)量?jī)x，該測(cè)溫儀采用熱電阻傳感器ptl00，16位高集成度、超低功耗單片機(jī)MSP430F435，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度信號(hào)的采集和處理。通過選用低功耗元件和軟件的優(yōu)化，使得系統(tǒng)總體功耗變得非常低：系統(tǒng)控制在每秒刷新一次，功耗小于90mW，兩節(jié)3V的電池供電，工作電流小于30mA，工作5年不需更換電池；而且測(cè)溫范圍寬一50.0℃-500.0℃，精度達(dá)到0．2％，且穩(wěn)定度高。第一章緒論，介紹了測(cè)溫儀的原理、分類以及國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r。第二章總體設(shè)計(jì)方案，介紹了儀表的設(shè)計(jì)與開發(fā)過程，初步提出幾套設(shè)計(jì)方案，經(jīng)比較分析確定了利用大多數(shù)金屬導(dǎo)體電阻隨溫度變化而變化的原理”進(jìn)行設(shè)計(jì)。給出系統(tǒng)連接框圖，介紹了系統(tǒng)的工作原理。第三章便攜式測(cè)溫儀的硬件設(shè)計(jì)：介紹了主要元器件的選型以及各模塊電路，分析了系統(tǒng)原理。第四章軟件設(shè)計(jì)，介紹了低功耗便攜式溫度測(cè)量?jī)x的軟件設(shè)計(jì)流程圖及調(diào)試優(yōu)化。第五章總結(jié)，總結(jié)分析便攜式測(cè)溫儀設(shè)計(jì)過程中遇上的問題及感悟。2基于MSP430便攜式測(cè)溫儀的總體設(shè)計(jì)2.1儀表的設(shè)計(jì)與開發(fā)過程利用從上到下的設(shè)計(jì)方案，根據(jù)行業(yè)要求，確定方案，指標(biāo)，功能，再進(jìn)行硬件和軟件設(shè)計(jì)[23]。流程如圖2.1所示。任務(wù)的確定、方案的擬定階段任務(wù)的確定、方案的擬定階段設(shè)計(jì)任務(wù)、儀表功能的確定設(shè)計(jì)任務(wù)、儀表功能的確定總體任務(wù)的完成總體任務(wù)的完成硬件類型、數(shù)量確定軟硬件研制及儀表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段軟硬件研制及儀表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段選擇合適的系統(tǒng)選擇合適的系統(tǒng)設(shè)計(jì)硬件電路及研制模板設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件及編寫程序設(shè)計(jì)儀表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)硬件電路及研制模板設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件及編寫程序設(shè)計(jì)儀表結(jié)構(gòu)調(diào)試硬件調(diào)試軟件調(diào)試硬件調(diào)試軟件總調(diào)儀表，測(cè)試性能總調(diào)儀表，測(cè)試性能測(cè)定、評(píng)價(jià)樣機(jī)性能測(cè)定、評(píng)價(jià)樣機(jī)性能設(shè)計(jì)文檔編制設(shè)計(jì)文檔編制 圖2.1研制、設(shè)計(jì)儀表的基本過程2.2設(shè)計(jì)方案2.2.1提出設(shè)計(jì)方案根據(jù)設(shè)計(jì)要求，初步提出如下的幾套設(shè)計(jì)方案：使用熱電偶儀器測(cè)量，利用儀器兩極材料不同，在不同溫度下量觸點(diǎn)溫度不同，電勢(shì)不同的原理制成。利用集成溫度傳感器，把溫敏晶體管和外圍電路集成到一塊電路板上，外接顯示裝置，將測(cè)得信號(hào)轉(zhuǎn)換為溫度輸出。使用半導(dǎo)體熱敏電阻，利用其溫度特性曲線，制作成溫度開關(guān)，通過對(duì)溫度測(cè)試電路得控制達(dá)到檢測(cè)的目的。使用熱電阻，利用大多數(shù)金屬導(dǎo)體電阻隨溫度變化而變化這一原理制成。2.2.2確定設(shè)計(jì)方案在參閱網(wǎng)絡(luò)資料及相關(guān)圖書后，對(duì)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)：a方案從資料上可以查得，熱電偶使用范圍主要在工業(yè)上，測(cè)試1000℃左右的高溫尤其準(zhǔn)確。b方案溫度的測(cè)試很準(zhǔn)確，但是由于采用集成裝置，不很經(jīng)濟(jì)。c方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，電阻溫度系數(shù)大，電阻率高熱慣性小，但線性度差且要進(jìn)行線性度修正。d方案在性能上，熱電阻的線性度很好，在低溫測(cè)量中測(cè)試較為精確，不足之處是電阻小確不耐腐蝕經(jīng)分析比較采用d方案，使用熱電阻測(cè)量溫度，再查閱相關(guān)資料就選用PT100傳感器進(jìn)行溫度測(cè)量。2.3便攜式測(cè)溫儀的總體結(jié)構(gòu)與工作原理根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)及幾套方案的比較，可以初步確定設(shè)計(jì)的框圖，如圖2.2所示，系統(tǒng)工作時(shí)，傳感器負(fù)責(zé)溫度數(shù)據(jù)的采集任務(wù)，然后通過模擬口把溫度參數(shù)傳遞給單片機(jī)，最后經(jīng)系統(tǒng)分析、處理溫度參數(shù)，通過顯示模塊顯示出溫度數(shù)據(jù)。通過鍵盤輸入模塊，預(yù)先設(shè)置報(bào)警溫度上下限。當(dāng)溫度不在-50-500℃范圍內(nèi)時(shí)，則通過驅(qū)動(dòng)一個(gè)蜂鳴器配合發(fā)光二極管實(shí)現(xiàn)報(bào)警。若小于-50℃，則黃色發(fā)光二極管亮；若大于500℃，紅色發(fā)光二極管亮。正常時(shí)，綠色發(fā)光二極管亮，提醒工作人員進(jìn)行相關(guān)操作。傳感器模塊采樣信號(hào)放大信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換模塊LCD顯示數(shù)據(jù)處理傳感器模塊采樣信號(hào)放大信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換模塊LCD顯示數(shù)據(jù)處理按鍵控按鍵控圖2.2便攜式測(cè)溫儀框圖系統(tǒng)的性能指標(biāo)：代替指針式溫度指示器；輸入信號(hào)PTl00；4位LCD顯示電池供電能夠連續(xù)測(cè)量溫度，保存測(cè)量數(shù)據(jù)，并用十進(jìn)制數(shù)碼管或液晶屏顯示溫度值；溫度檢測(cè)范圍-50-500℃；能夠通過按鍵設(shè)定溫度報(bào)警值，進(jìn)行聲光報(bào)警工作年限：兩節(jié)3.0V的鋰電池供電，不換電池連續(xù)工作時(shí)間大于5年；顯示精度：-50.0℃一500.O℃；傳感器：PTl00。2.4系統(tǒng)連接框圖P2.7P6.0~P6.3單片機(jī)P2.4.~P2.5P5.5.~P5.6P2.7P6.0~P6.3單片機(jī)P2.4.~P2.5P5.5.~P5.6P4.0~P4.7RESETP5.0.~P5.1傳感器采集模塊報(bào)警模塊鍵盤輸入模塊鍵盤輸入模塊通信模塊通信模塊溫度顯示模塊電源及復(fù)位模塊溫度顯示模塊電源及復(fù)位模塊圖2.3各模塊與單片機(jī)的管腳連接框圖3低功耗便攜式溫度測(cè)量?jī)x的硬件設(shè)計(jì)3.1概述設(shè)計(jì)前先確定系統(tǒng)CPU的類型，其次是溫度傳感器的選擇，再次是液晶顯示器LCD的確定，報(bào)警模塊可以選用發(fā)光二極管和蜂鳴器協(xié)同完成，尤為重要的是CPU、傳感器和LCD的確定。在低功耗方面CPU的選擇，MSP430單片機(jī)是TI公司1996年開始推向市場(chǎng)的超低功耗微處理器，另外他還集成了很多模塊功能，從而使得用一片MSP430芯片可以完成多片芯片才能完成的功能，大大縮小了產(chǎn)品的體積與成本。如今，MSP430單片機(jī)已經(jīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，尤其是儀器儀表、監(jiān)測(cè)、醫(yī)療器械以及汽車電子等領(lǐng)域。MSP430系列單片機(jī)主要特點(diǎn)：低電源電壓范圍，1．8～3．6V；超低功耗，擁有5種低功耗模式；靈活的時(shí)鐘使用模式；高速的運(yùn)算能力，16位RISC架構(gòu)，125ns指令周期；豐富的功能模塊，這些功能模塊包括：多通道10—14位AD轉(zhuǎn)換器、雙路12位DA轉(zhuǎn)換器、比較器、液晶驅(qū)動(dòng)器、電源電壓檢測(cè)、串行口USART(UART／SPI)、硬件乘法器、看門狗定時(shí)器、多個(gè)16位、8位定時(shí)器(可進(jìn)行捕獲，比較，輸出)、DMA控制器；FLASH存儲(chǔ)器，不需要額外的高電壓就在運(yùn)行中由程序控制寫擦除和段的擦除；MSP430芯片上包括JTAG接口，仿真調(diào)試通過一個(gè)簡(jiǎn)單的JTAG接口轉(zhuǎn)換器就可以方便的實(shí)現(xiàn)設(shè)置斷點(diǎn)、單步執(zhí)行、讀寫寄存器等調(diào)試；快速靈活的變成方式，可通過JTAG和BSL兩種方式向CPU內(nèi)裝在程序。MSP430單片機(jī)目前主要以FLASH型為主。適應(yīng)工業(yè)級(jí)運(yùn)行環(huán)境MSP430系列器件均為工業(yè)級(jí)的，運(yùn)行環(huán)境溫度為一40～+85攝氏度，所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品適合用于工業(yè)環(huán)境下。采用16位超低功耗單片機(jī)MSP430和鉑熱電阻傳感器ptl00實(shí)現(xiàn)溫度的信號(hào)采集和處理。通過熱電阻的非線性處理，軟件的優(yōu)化保證系統(tǒng)低功耗。CPU：采用MSP430系列；外圍：LCD，按鈕，少量的電阻和電容；其他資源采用CPU內(nèi)部資源,如CPU內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部參考電壓源，可編程放大器，可編程電壓源，可編程濾波。3.2主要元器件選型3.2.1溫度傳感器選擇(1)溫度傳感器概述在工業(yè)測(cè)溫領(lǐng)域中，常用的溫度傳感器有熱電偶、熱電阻、熱敏電阻溫度傳感器。熱電式傳感器是利用轉(zhuǎn)換元件電磁參量隨溫度變化的特性，對(duì)與溫度有關(guān)的參量進(jìn)行檢測(cè)的裝置。將溫度變化轉(zhuǎn)換為電阻變化的稱為熱電阻傳感器；將溫度變化轉(zhuǎn)換為熱電勢(shì)變化的稱為熱電偶傳感器。(2)熱電阻傳感器熱電阻是中低溫區(qū)最常用的一種溫度檢測(cè)器。它的主要特點(diǎn)是測(cè)量精度高，性能穩(wěn)定。其中鉑熱電阻的測(cè)量精確度是最高的，它不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測(cè)溫，而且被制成標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)儀。a)、鉑電阻鉑易于提純，在高溫和氧化性介質(zhì)中物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，電阻率較大，能耐較高的溫度；制成的鉑電阻輸出一輸入特性接近線性。鉑電阻的電阻值與溫度之間的關(guān)系：在0～850℃范圍時(shí)：Rt=R0(1+At+Bt2)（3.1）在-200～0℃范圍時(shí)：Rt=R0(1+At+Bt2+C(t-100)t3)（3.2）A、B、C．一常數(shù)鉑電阻制成的溫度計(jì)，除作溫度標(biāo)準(zhǔn)外，還廣泛應(yīng)用于高精度的工業(yè)測(cè)量。由于鉑為貴金屬，一般在測(cè)量精度要求不高和測(cè)溫范圍較小時(shí)，均采用銅電阻。鉑電阻由于其具有測(cè)量范圍大、穩(wěn)定性好、測(cè)量精度高和耐氧化等特點(diǎn)，已成為目前溫度測(cè)量中應(yīng)用最為廣泛的傳感元件之一，而與之配套的數(shù)字測(cè)溫儀表在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究及民用領(lǐng)域占有巨大的市場(chǎng)。b)銅電阻銅在-50～150℃范圍內(nèi)銅電阻化學(xué)、物理性能穩(wěn)定，輸出一輸入特性接近線性，價(jià)格低廉。當(dāng)溫度高于100℃時(shí)易被氧化，因此適用于溫度較低和沒有浸蝕性的介質(zhì)中工作。c)其他熱電阻鎳使用溫度范圍是-50～100℃和-50～150℃。但目前應(yīng)用較少：鎳非線性嚴(yán)重，材料提取也困難。但靈敏度都較高，穩(wěn)定性好，在自動(dòng)恒溫和溫度補(bǔ)償方面的應(yīng)用較多(我國(guó)定為標(biāo)準(zhǔn)化熱電阻)。銦電阻適宜在-269～258℃溫度范圍內(nèi)使用，測(cè)溫精度高，靈敏度是鉑電阻的10倍，但是復(fù)現(xiàn)性差。錳電阻適宜在-271～210℃溫度范圍內(nèi)使用，靈敏度高，但是質(zhì)脆易損壞。碳電阻適宜在-273～268.5℃溫度范圍內(nèi)使用，熱容量小，靈敏度高，價(jià)格低廉，操作簡(jiǎn)便，但是熱穩(wěn)定性較差。選用的PTl00溫度傳感器綜合上述特點(diǎn)該設(shè)計(jì)選用的傳感器為PT100,其具有測(cè)量范圍大、穩(wěn)定性好、測(cè)量精度高和耐氧化等特點(diǎn)，成為目前溫度測(cè)量中應(yīng)用最為廣泛的傳感元件之一，而與之配套使用的數(shù)字測(cè)溫儀表在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究及民用領(lǐng)域占有巨大的市場(chǎng)。如圖3.2所示是其電阻——溫度關(guān)系曲線，其在-200～650℃溫度范圍內(nèi)線性度非常接近直線。圖3.1Pt100的電阻—溫度關(guān)系曲線鉑電阻的電阻值與溫度之間的關(guān)系如下：在0～650℃范圍時(shí)：Rt=R0(1+At+Bt2)（3.1）在-190～0℃范圍時(shí)：Rt=R0(1+At+Bt2+C(t-100)t3)（3.2）其中A、B、C為常數(shù)，A=3.96847×10-3；B=-5.847×10-7；C=-4.22×10-12；Rt表示溫度為t時(shí)的電阻值；R0表示溫度為0℃時(shí)的電阻值，Pt100這種型號(hào)的鉑熱電阻，R0=100Ω，即當(dāng)環(huán)境溫度為0度的時(shí)候，Pt100的阻值等于100Ω。上述對(duì)應(yīng)關(guān)系可以生成pt100鉑電阻分度表，詳見附錄A。3.2.2LCD顯示選擇隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，越來越多的領(lǐng)域需要應(yīng)用以單片機(jī)為核心的便攜式儀表和測(cè)試儀。為了盡可能縮小儀器體積和功耗，對(duì)選擇芯片和顯示系統(tǒng)的要求變得更高。TI公司的MSP430系列超低功耗單片機(jī)尤其適合應(yīng)用于便攜式儀表和測(cè)試儀。原來經(jīng)常使用的LED由于體積大和功耗方面的原因已經(jīng)不能滿足人們特定的需要，而越來越多地使用液晶LCD。液晶顯示器的原理是利用液晶的物理特性，通電時(shí)導(dǎo)通，排列變得有秩序，使光線容易通過；不通電時(shí)排列混亂，阻止光線通過。通過和不通過的組合就可以在屏幕上顯示出圖像來。通俗地說，液晶顯示器就是兩塊玻璃中間夾了一層或多層液晶材料，液晶材料在信號(hào)控制下改變自己的透光狀態(tài)，于是就能在玻璃面板前看到圖像了。由于液晶是通過環(huán)境光來顯示信息的，液晶本身不主動(dòng)發(fā)光，所以液晶功耗很低，更加適合于單片機(jī)低功耗系統(tǒng)。另外，液晶只能使用低頻交流電壓驅(qū)動(dòng)，直流電壓將損壞液晶。液晶有很多種類，常見的有段式液晶、字符式液晶、圖形式液晶等，其中段式液晶價(jià)格低廉，使用簡(jiǎn)單，被廣泛應(yīng)用于各種單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，例如各種智能儀表的顯示。在MSP430系列單片機(jī)中，MSPX1/2XX系列沒有段式液晶驅(qū)動(dòng)模塊，MSP430F4XX系列片內(nèi)具有段式液晶驅(qū)動(dòng)模塊,在液晶驅(qū)動(dòng)電路中，液晶等效為電容，兩個(gè)電極板分別為公共極與段極。(1)MSP430液晶驅(qū)動(dòng)模塊的主要特點(diǎn)如下：具有顯示緩存器所需的SEG、COM信號(hào)自動(dòng)產(chǎn)生4種驅(qū)動(dòng)方法多種種掃描頻率段輸出端口可以切換為通常輸出端口顯示緩存器可作為一般存儲(chǔ)器用ACLK經(jīng)BasicTimer產(chǎn)生頻率液晶驅(qū)動(dòng)方法MSP430液晶驅(qū)動(dòng)LCD模塊有如下4種驅(qū)動(dòng)方法，分別為靜態(tài)驅(qū)動(dòng)、2MUX驅(qū)動(dòng)、3MUX驅(qū)動(dòng)以及4MUX驅(qū)動(dòng)。其特點(diǎn)如MSP430液晶驅(qū)動(dòng)表3.1。MSP430液晶驅(qū)動(dòng)表3.1 方法公共極引腳數(shù)每引腳驅(qū)動(dòng)液晶段數(shù)需要引腳總數(shù)靜態(tài)111+需要驅(qū)動(dòng)的段數(shù)2MUX222+需要驅(qū)動(dòng)的段數(shù)／23MUX333+需要驅(qū)動(dòng)的段數(shù)／34MUX444+需要驅(qū)動(dòng)的段數(shù)／4（3）確定LCD-1602為顯示器本設(shè)計(jì)的顯示元件選擇了相對(duì)于LED顯示更簡(jiǎn)單的LCD1602工業(yè)字符型液晶，能夠同時(shí)顯示16x02即32個(gè)字符，見附錄A。（16列2行）1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊。它由若干個(gè)5X7或者5X11等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符，每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因?yàn)槿绱怂运荒芎芎玫仫@示圖形（用自定義CGRAM，顯示效果也不好）。RS為寄存器選擇，高電平選擇數(shù)據(jù)寄存器，低電平選擇指令寄存器。R/W為讀寫選擇，高電平進(jìn)行讀操作，低電平進(jìn)行寫操作。E端為使能端，后面和時(shí)序聯(lián)系在一起。LCD1602內(nèi)部RAM顯示緩沖區(qū)地址的映射圖，00～0F、40～4F分別對(duì)應(yīng)LCD1602的上下兩行的每一個(gè)字符，只要往對(duì)應(yīng)的RAM地址寫入要顯示字符的ASCII代碼，就可以顯示出來。表3.21602RAM地址對(duì)應(yīng)的ASCII代碼其中管腳說明如下：第1腳：VSS為地電源。第2腳：VDD接5V正電源。第3腳：VL為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。第5腳：R/W為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS和R/W共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平R/W為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)RS為高電平R/W為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。第15腳：背光源正極。第16腳：背光源負(fù)極。1602LCD主要技術(shù)參數(shù)：(a)顯示容量:16×2個(gè)字符,(b)芯片工作電壓:4.5—5.5V(c)工作電流:2.0mA(5.0V)(d)模塊最佳工作電壓:5.0V(e)字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm3.2.3微處理器的選擇應(yīng)用MSP430系列單片機(jī)構(gòu)建應(yīng)用系統(tǒng)，進(jìn)行總體設(shè)計(jì)時(shí)要考慮選型的問題。選擇MSP430系統(tǒng)單片機(jī)型號(hào)應(yīng)該遵循以下原則：擇最容易實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)而且性能/價(jià)格比高的機(jī)型在研制任務(wù)重，時(shí)間緊的情況下，首選熟悉的機(jī)型欲選的機(jī)型在市場(chǎng)上有穩(wěn)定充足的貨源MSP430系列的FLASH型單片機(jī)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、開發(fā)調(diào)試及實(shí)際應(yīng)用上都具有顯著優(yōu)勢(shì)，使應(yīng)用程序升級(jí)和代碼改進(jìn)更為方便，成為國(guó)內(nèi)應(yīng)用的主流機(jī)型。其存儲(chǔ)器模塊是目前業(yè)界所有內(nèi)部集成FLASH存儲(chǔ)器產(chǎn)品中能耗最低的一種，消耗功率僅為其他采用FLASH存儲(chǔ)器的微控制器的1/5。FLASH的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，集成密度大，點(diǎn)可擦寫，成本低。由于FLASH可以局部擦除，且寫入、擦除次數(shù)可達(dá)數(shù)萬次以上，從而使開發(fā)微控制器不再需要昂貴的專用仿真器。從TI公司的網(wǎng)站(WWW：TI．COM．CN)查找MSP430系列單片機(jī)的價(jià)格，經(jīng)查詢比較，選擇MSP430F435型號(hào)（MSP430系列芯片芯片性能基本都能滿足設(shè)計(jì)要求）。根據(jù)選定的型號(hào)，在硬軟件設(shè)計(jì)前對(duì)該型號(hào)的內(nèi)部資源進(jìn)行詳細(xì)了解(具體功能見外文翻譯。）(1)MSP430F435主要指標(biāo)和功能低供電電壓范圍：1.8V至3.6V超低功耗：一活動(dòng)模式：1Mhz，2.2V時(shí)為280A——等待模式：1.6A——關(guān)閉模式（PAM保持）：0.1A6指令時(shí)間周期具有內(nèi)部參考電平、采樣保持和自動(dòng)掃描特性的12為A/D轉(zhuǎn)換器帶有三個(gè)或七個(gè)捕捉/比較影子寄存器的16位定時(shí)器B帶有三個(gè)捕捉/比較寄存器的16位定時(shí)器A片內(nèi)集成比較器串行通信接口（USART)，軟件選擇異步UART或者同步SPI接口MSP430X43X芯片有一個(gè)UART（UART0）欠電壓檢測(cè)器具有可編程電平檢測(cè)的供電電壓管理器/監(jiān)視器串行在線編程，無需外部編程電壓，可編程的安全熔絲代碼保護(hù)集成多大160段的LCD驅(qū)動(dòng)器系列器件包括：——MSP430F435：16KB+256Bflash存儲(chǔ)器512BRAM——MSP430F436：24KB+256Bflash存儲(chǔ)器1KBRAM——MSP430F437：32KB+256Bflash存儲(chǔ)器1KBRAMMSP430F43X芯片封裝圖圖3.2MSP430F435芯片封裝圖3.2.4報(bào)警器的選擇蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，廣泛應(yīng)用于電子計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電子玩具、汽車電子設(shè)備、電話機(jī)、定時(shí)器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件；蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。1．壓電式蜂鳴器壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。有的壓電式蜂鳴器外殼上還裝有發(fā)光二極管。多諧振蕩器由晶體管或集成電路構(gòu)成。當(dāng)接通電源后（1.5~15V直流工作電壓）,多諧振蕩器起振,輸出1.5~2.5kHZ的音頻信號(hào)，阻抗匹配器推動(dòng)壓電蜂鳴片發(fā)聲。壓電蜂鳴片由鋯鈦酸鉛或鈮鎂酸鉛壓電陶瓷材料制成。在陶瓷片的兩面鍍上銀電極，經(jīng)極化和老化處理后，再與黃銅片或不銹鋼片粘在一起。2．電磁式蜂鳴器電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動(dòng)膜片及外殼等組成。接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號(hào)電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)。振動(dòng)膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性地振動(dòng)發(fā)聲。為了方便，在本設(shè)計(jì)中我選擇的是電磁式蜂鳴器。其發(fā)聲原理：蜂鳴器發(fā)生原理是電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)來驅(qū)動(dòng)振動(dòng)膜發(fā)聲。蜂鳴器的負(fù)極接到接地GND上面，正極接到三極管的集電極C，三極管的基極B經(jīng)過限流電阻R1后，由單片機(jī)的P6.3引腳控制，當(dāng)P6.3引腳輸出高電平時(shí)，三極管T1截止，沒有電流流過線圈，蜂鳴器不發(fā)聲；當(dāng)P3.7引腳輸出低電平時(shí)，三級(jí)管導(dǎo)通，這樣蜂鳴器的電流形成回路，發(fā)出聲音。因此，我們可以通過控制程序控制P6.3的輸出電平來使蜂鳴器發(fā)出聲音和關(guān)閉。其余硬件選擇相對(duì)簡(jiǎn)單，不再作過多的闡述。3.2.5數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊的選擇微處理器MSP430F435外擴(kuò)2kB的E2PROM,12C總線把E2PROM與單片機(jī)連接起來，用于保存采集的溫度數(shù)值。3.3硬件電路設(shè)計(jì)根據(jù)以上的CPU資源和有關(guān)資料，運(yùn)用protel軟件進(jìn)行硬件電路設(shè)計(jì)，其電路圖見附錄B，主要模塊及原理分析如下。3.3.1PT100傳感器采樣電路該模塊電路連接如圖3.3。首先傳感器輸出毫伏級(jí)的應(yīng)變信號(hào)，再通過高穩(wěn)定度電橋變換，經(jīng)運(yùn)算放大器MAX492組成的減法放大電路，然后經(jīng)過調(diào)零、濾波處理后，送到MSP430F435的A/D轉(zhuǎn)換接口ADCO，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度信號(hào)檢測(cè),MSP430F435根據(jù)處理結(jié)果的值和范圍進(jìn)行查表，實(shí)現(xiàn)分段線性化，將傳感器信號(hào)與溫度對(duì)比。圖3.3溫度傳感器接口模塊電路3.3.2報(bào)警模塊電路該系統(tǒng)由三個(gè)發(fā)光二極管和一個(gè)蜂鳴器構(gòu)成，發(fā)光二極管分別是綠、黃、紅三種不同顏色，用于顯示檢測(cè)對(duì)象的溫度情況。綠色表示溫度正常，黃色表示檢測(cè)對(duì)象溫度低于報(bào)警溫度下限，紅色表示溫度已超過報(bào)警溫度上限。當(dāng)環(huán)境溫度不在-50～500℃范圍時(shí)，表示已進(jìn)入危險(xiǎn)溫度，蜂鳴器報(bào)警。發(fā)光二極管電路和蜂鳴器電路如圖3.4(a)（b)所示。其中蜂鳴器連接在單片機(jī)P6.3管腳。(a)發(fā)光二極管顯示(b)蜂鳴器顯示圖3.4系統(tǒng)顯示器電路3.3.3串口通信電路由于PC機(jī)串口的電平標(biāo)準(zhǔn)與單片機(jī)的TTL不一致，因此PC機(jī)與單片機(jī)之間的串口通信必須要有一個(gè)RS232/TTL電平轉(zhuǎn)換電路。本系統(tǒng)與上位機(jī)的通信使用的是RS-232標(biāo)準(zhǔn)，驅(qū)動(dòng)芯片是常用的MAX232A，電路芯片手冊(cè)里的參考電路，非常簡(jiǎn)單，如圖3.5所示。圖3.5RS-232驅(qū)動(dòng)電路3.3.4數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊電路微處理器MSP430F435外擴(kuò)2kB的E2PROM,12C總線把E2PROM與單片機(jī)連接起來，如圖3.6，用于保存采集的溫度數(shù)值。 圖3.6E2PROM外擴(kuò)電路3.3.5鍵盤模塊電路鍵盤是一組分別代表數(shù)字和有關(guān)命令的按鍵集合，其具有“斷開"和“閉合"兩種狀態(tài)，通過接口電路對(duì)應(yīng)于0和1兩個(gè)邏輯值。該便攜式測(cè)溫儀面板上設(shè)置了2個(gè)按鍵，以完成實(shí)時(shí)顯示測(cè)量值的功能。如圖3.7所示，使用按鍵與單片機(jī)的I/0口直接連接，采用查詢方式獲取按鍵值。圖3.7按鍵電路圖3.3.6單片機(jī)最小系統(tǒng)電路系統(tǒng)選用了MSP430F435型16位單片機(jī)，最小系統(tǒng)電路連接如圖3.8，作為測(cè)溫儀的核心控制部分，來完成傳感器數(shù)據(jù)結(jié)果處理、鍵盤的識(shí)別、串口通信的管理等。圖3.8MSP430F435最小系統(tǒng)3.3.7顯示模塊電路本設(shè)計(jì)的顯示元件選擇了相對(duì)于LED顯示更簡(jiǎn)單的LCD1602工業(yè)字符型液晶，能夠同時(shí)顯示16x02即32個(gè)字符，其電路如圖所示。圖3.9顯示模塊電路3.3.8電源電路由于溫度信號(hào)是由恒流源通過鉑熱電阻Pt100，通過檢測(cè)Pt100上的電壓變化量而獲得的，所以設(shè)計(jì)一個(gè)穩(wěn)定的恒流源尤為重要。如圖3.10所示，是一個(gè)由兩個(gè)三極管和一個(gè)運(yùn)算放大器構(gòu)成的恒流源電路，其中Rc是100Ω的標(biāo)準(zhǔn)精密電阻。NPN型三極管9013的Vce相當(dāng)于一個(gè)PN結(jié)的壓降，實(shí)際測(cè)量約等于0.6V,由運(yùn)算放大器具有很大有輸入阻抗和很小的輸出阻抗，由其虛短和虛斷的特性可以知道PNP型三極管9012的射極電壓等于三極管9013的射極電壓，因此電阻Rc兩端的電壓等于三極管9013的Vce，即等于V恒值0.6V，則9012的射極電流Ie=0.6V/100Ω=6mA由三極管的電流放大特性可知，三極管9012的基極電流Ib非常小，可以忽略不計(jì)，則集電極電流Ic近似等于Ie，即Ic＝6mA。由此在9012的集電極就構(gòu)成了一個(gè)非常穩(wěn)定的恒流源。圖3.10恒流源電路3.3.9硬件電路原理由各模塊電路及附錄B可知，程序通過JTAG口下載到CPU的程序空間；8、9腳接外部32.785MHZ的時(shí)鐘，為內(nèi)部定時(shí)器以及看門狗提供時(shí)鐘，同時(shí)用內(nèi)部DCO使得CPU工作于更高的頻率；30管腳用作DACO,經(jīng)過一些電阻和PT100連接；40、42腳接外擴(kuò)的AT24C02；49、50腳用作P5.5、P5.6的數(shù)字輸入口，起按鍵判斷作用；54、55腳接串行口通信；1、52、80腳連接到電源正極上，53、78、79接地；12～22腳用作液晶驅(qū)動(dòng)；75、76、77、2腳作為P6.0、P6.1、P6.2、P6.3驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管和蜂鳴器。系統(tǒng)工作時(shí)，傳感器PT100負(fù)責(zé)溫度數(shù)據(jù)的采集任務(wù)，然后通過模擬口DAC0把溫度參數(shù)傳遞給單片機(jī)MSP430F435，最后系統(tǒng)分析、處理溫度參數(shù)，通過LCD顯示模塊顯示出溫度數(shù)據(jù)。通過鍵盤輸入模塊，預(yù)先設(shè)置報(bào)警溫度上下限。當(dāng)溫度不在-50-500℃范圍內(nèi)時(shí)，則通過驅(qū)動(dòng)一個(gè)蜂鳴器配合發(fā)光二極管實(shí)現(xiàn)報(bào)警。若小于-50℃，則黃色發(fā)光二極管亮；若大于500℃，紅色發(fā)光二極管亮；正常時(shí)，綠色發(fā)光二極管亮。提醒工作人員進(jìn)行相關(guān)操作。4低功耗便攜式溫度測(cè)量?jī)x的軟件設(shè)計(jì)軟件的設(shè)計(jì)以測(cè)量的精確性和低功耗為主要目標(biāo)。整個(gè)軟件設(shè)計(jì)主要由根據(jù)程序流程圖編寫程序、調(diào)試，綜合分析等部分組成。4.1單片機(jī)系統(tǒng)軟件流程圖在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行過程中。當(dāng)測(cè)溫系統(tǒng)被啟動(dòng)后，首先，對(duì)MSP430F435單片機(jī)進(jìn)行初始化。然后，當(dāng)MSP430F435單片機(jī)接收到測(cè)溫系統(tǒng)電路傳輸信號(hào)后，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換程序，將片外的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為單片機(jī)可識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，在和報(bào)警系統(tǒng)欲設(shè)值比較，最后，在動(dòng)態(tài)掃描LCD顯示器上顯示出溫度值，并驅(qū)動(dòng)蜂鳴器和發(fā)光二極管作出相應(yīng)的動(dòng)作。當(dāng)溫度不在-50-500℃范圍內(nèi)時(shí)，則通過驅(qū)動(dòng)一個(gè)蜂鳴器配合發(fā)光二極管實(shí)現(xiàn)報(bào)警。若小于-50℃，則黃色發(fā)光二極管亮；若大于500℃，紅色發(fā)光二極管亮。正常時(shí)，綠色發(fā)光二極管亮，提醒工作人員進(jìn)行相關(guān)操作。根據(jù)任務(wù)要求和硬件連接圖可編寫如下的程序流程圖：主程序流程圖、指示報(bào)警模塊流程圖以及讀取溫度模塊流程圖，進(jìn)而滿足要求的程開始開始初始化初始化讀PT100數(shù)據(jù)讀PT100數(shù)據(jù)啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換溫度顯示溫度顯示與欲設(shè)值比較與欲設(shè)值比較正常綠燈亮低溫黃燈亮并報(bào)警正常綠燈亮低溫黃燈亮并報(bào)警高溫紅燈亮并報(bào)警高溫紅燈亮并報(bào)警開始開始圖4.1（a)主程序流程圖開始開始采樣當(dāng)前溫度采樣當(dāng)前溫度大于上限？大于上限？高溫警報(bào)小于下限？高溫警報(bào)小于下限？低溫警報(bào)低溫警報(bào)溫度正常指示溫度正常指示結(jié)束結(jié)束圖4.1(b)指示、報(bào)警模塊流程圖開始開始傳感器初始化傳感器初始化發(fā)跳過讀序列號(hào)指令發(fā)跳過讀序列號(hào)指令發(fā)溫度轉(zhuǎn)換指令發(fā)溫度轉(zhuǎn)換指令讀溫度值低字節(jié)讀溫度值低字節(jié)讀溫度值高字節(jié)讀溫度值高字節(jié)高低字節(jié)合并高低字節(jié)合并返回溫度值返回溫度值開始開始圖4.1(c)讀取溫度值模塊流程圖4.2溫度插值校正及程序由Pt100的特性可知，雖然Pt100的線性度比較好，但是由于其溫度—電阻函數(shù)關(guān)系并非線性，用單片機(jī)運(yùn)算則占用資源和時(shí)間都比較多。通常采用查表和線性插值算法進(jìn)行標(biāo)度變換的方法計(jì)算出溫度，不僅運(yùn)算快、占用單片機(jī)內(nèi)部資源少，而且可以一定程度上對(duì)Pt100進(jìn)行線性化校正，從而達(dá)到非常精確的測(cè)溫效果。圖4.2插值算法示意圖要查表首先要在單片機(jī)的ROM區(qū)建立一個(gè)電阻—溫度分度表，在檢測(cè)值的范圍內(nèi)均勻選擇若干個(gè)標(biāo)定點(diǎn)，標(biāo)定的點(diǎn)數(shù)越多則表格越大，對(duì)系統(tǒng)的描述也越精確。Pt100的鉑電阻溫度分度表，（見附錄A）可以向Pt100的廠商索要，考慮到單片機(jī)的程序存儲(chǔ)空間資源和實(shí)際的測(cè)量精度要求，并不需要每隔一攝氏度就取一個(gè)標(biāo)定點(diǎn)，根據(jù)精度要求選擇適當(dāng)?shù)臏囟乳g隔。例如在-50～500℃范圍內(nèi)每隔5℃標(biāo)定一個(gè)Pt100的電阻值，即共111個(gè)標(biāo)定點(diǎn)，分別記作R[i]，對(duì)應(yīng)的溫度記作T[i]，i取0～110。如圖10所示，采用線性插值算法進(jìn)行標(biāo)度變換時(shí)，將檢測(cè)值Rx通過順序查表，與標(biāo)定點(diǎn)R[i]比較，確定區(qū)間R[i]<Rx<R[i+1]，然后進(jìn)行線性插值算法求得溫度值Tx：因?yàn)槭敲扛?℃標(biāo)定一個(gè)電阻值，所以T[i+1]-T[i]=5，即：4.3軟件調(diào)試根據(jù)流程圖編寫好程序后，導(dǎo)入單片機(jī)，進(jìn)而進(jìn)行優(yōu)化完善。4.3.1軟件電路故障及解決方法設(shè)計(jì)軟件部分出現(xiàn)這種錯(cuò)誤的現(xiàn)象：1．當(dāng)以斷點(diǎn)或連續(xù)方式運(yùn)行時(shí)，目標(biāo)系統(tǒng)沒有按規(guī)定的功能進(jìn)行操作或什么結(jié)果也沒有，這是由于程序轉(zhuǎn)移到意外之處或在某處死循環(huán)所造成的。解決方法：這類錯(cuò)誤的原因是程序中轉(zhuǎn)移地址計(jì)算錯(cuò)誤、堆棧溢出、工作寄存器沖突等。在采用實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)時(shí)，錯(cuò)誤可能在操作系統(tǒng)中，沒有完成正確的任務(wù)調(diào)度操作，也可能在高優(yōu)先級(jí)任務(wù)程序中，該任務(wù)不釋放處理器，使CPU在該任務(wù)中死循環(huán)。通過對(duì)錯(cuò)誤程序的修改使其實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能。2．不響應(yīng)中斷CPU不響應(yīng)中斷或不響應(yīng)某一個(gè)中斷這種錯(cuò)誤的現(xiàn)象是連續(xù)運(yùn)行時(shí)不執(zhí)行中斷任務(wù)程序的規(guī)定操作，當(dāng)斷點(diǎn)設(shè)在中斷入口或中斷服務(wù)程序中時(shí)碰不到斷點(diǎn)。錯(cuò)誤的原因有：中斷控制寄存器的初值設(shè)置不正確，使CPU沒有開放中斷或不許某個(gè)中斷源請(qǐng)求；或者對(duì)片內(nèi)的定時(shí)器、串行口等特殊功能寄存器和擴(kuò)展的I/O口編程有錯(cuò)誤，造成中斷沒有被激活；或者某一中斷服務(wù)程序不是以RETI指令作為返回主程序的指令，CPU雖已返回到主程序但內(nèi)部中斷狀態(tài)寄存器沒有被清除，從而不響應(yīng)中斷；或由于外部中斷源的硬件故障使外部中斷請(qǐng)求無效。解決方法：修改中斷控制寄存器的初值設(shè)置。3．結(jié)果不正確目標(biāo)系統(tǒng)基本上已能正常操作，但控制有誤動(dòng)作或者輸出的結(jié)果不正確。這類錯(cuò)誤大多是由于計(jì)算程序中的錯(cuò)誤引起的。4.3.2軟件調(diào)試方法軟件調(diào)試所使用的方法有：計(jì)算程序的調(diào)試方法、I/O處理程序的調(diào)試法、綜合調(diào)試法等。1．計(jì)算程序的調(diào)試方法計(jì)算程序的錯(cuò)誤是一種靜態(tài)的固定的錯(cuò)誤，因此主要用單拍或斷點(diǎn)運(yùn)行方式來調(diào)試。根據(jù)計(jì)算程序的功能，事先準(zhǔn)備好一組測(cè)試數(shù)據(jù)。調(diào)試時(shí)，用防真器的寫命令，將數(shù)據(jù)寫入計(jì)算程序的參數(shù)緩沖單元，然后從計(jì)算程序開始運(yùn)行到結(jié)束，運(yùn)行的結(jié)果和正確數(shù)據(jù)比較，如果對(duì)有的測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)試，都沒有發(fā)生錯(cuò)誤，則該計(jì)算程序調(diào)試成功；如果發(fā)現(xiàn)結(jié)果不正確，改用單步運(yùn)行方式，即可檢查出錯(cuò)誤所在。計(jì)算程序的修改視錯(cuò)誤性質(zhì)而定。若是算法錯(cuò)誤，那是根本性錯(cuò)誤，應(yīng)重新設(shè)計(jì)該程序；若是局部的指令有錯(cuò)，修改即可。如果用于測(cè)試的數(shù)據(jù)沒有全部覆蓋實(shí)際計(jì)算的原始數(shù)據(jù)的類型，調(diào)試沒有發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤可能在系統(tǒng)運(yùn)行過程中暴露出來。2．I/O處理程序的調(diào)試對(duì)于A/D轉(zhuǎn)換一類的I/O處理程序是實(shí)時(shí)處理程序，因此一般用全速斷點(diǎn)運(yùn)行方式或連續(xù)運(yùn)行方式進(jìn)行調(diào)試。3．綜合調(diào)試在完成了各個(gè)模塊程序（或各個(gè)任務(wù)程序）的調(diào)試工作以后，便可進(jìn)行系統(tǒng)的綜合調(diào)試。綜合調(diào)試一般采用全速斷點(diǎn)運(yùn)行方式，這個(gè)階段的主要工作社排除系統(tǒng)中遺留的錯(cuò)誤以提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能和精度。在綜合調(diào)試的最后階段，應(yīng)在目標(biāo)系統(tǒng)的晶振頻率工作，使系統(tǒng)全速運(yùn)行目標(biāo)程序，實(shí)現(xiàn)了預(yù)定功能技術(shù)指標(biāo)后，便可將軟件固化，然后在運(yùn)行固化的目標(biāo)程序，成功后目標(biāo)系統(tǒng)便可脫機(jī)運(yùn)行。一般情況下，這樣一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)就算研制成功了。4.4結(jié)論分析通過對(duì)系統(tǒng)的調(diào)試，進(jìn)一步理解了便攜式測(cè)溫儀的控制系統(tǒng)原理，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了問題，原設(shè)計(jì)電路缺乏對(duì)環(huán)境溫度的實(shí)時(shí)控制，因此后加入調(diào)節(jié)執(zhí)行單元，采用實(shí)時(shí)控制的方法，在主機(jī)MSP430F435的P2.7口輸入溫度控制信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)溫度的實(shí)時(shí)控制。本方案充分利用單片機(jī)的數(shù)據(jù)處理及實(shí)時(shí)檢測(cè)能力，采用Pt100標(biāo)準(zhǔn)熱電阻溫度傳感器的三線制接法，對(duì)導(dǎo)線電阻進(jìn)行補(bǔ)償，通過單片機(jī)對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣、數(shù)字濾波，使用插值算法對(duì)傳感器進(jìn)行非線性校正處理，使得此測(cè)溫方案具有量程寬、穩(wěn)定性好、性能可靠等特點(diǎn)。但同時(shí)也存在不足，例如采用電流源通過PT100時(shí)，傳感器自身會(huì)產(chǎn)生一量的焦耳熱，此熱量一定程度上影響了傳感器對(duì)外界溫度的感知，由于電流較小，熱量也很少，對(duì)于精度要求不高的場(chǎng)合可以忽略不計(jì)。

5總結(jié)5.1結(jié)論本設(shè)計(jì)研究了一種基于MSP430F435單片機(jī)和PTl00的低功耗便攜式溫度測(cè)量?jī)x，本設(shè)計(jì)的主要工作有：(1)完成了低功耗智能便攜式測(cè)溫儀的設(shè)計(jì)，該測(cè)溫儀測(cè)溫范圍寬，精度高，穩(wěn)定度好，而且功耗低；(2)利用高集成混合芯片，使得硬件的設(shè)計(jì)變得十分簡(jiǎn)便的同時(shí)，降低成本。(3)利用CPU內(nèi)核集成電路，使得儀表智能變得更為強(qiáng)大，可以輕易實(shí)現(xiàn)傳感器全量程范圍內(nèi)測(cè)量。(4)液晶顯示：能夠?qū)囟冗M(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，方便讀數(shù)；(5)采用電阻等分方法，很好的解決了鉑電阻非線性問題。(6)采用電壓源測(cè)量電阻方法，用軟件解決其電阻和電壓之間的非線性問題。5.2展望低功耗是現(xiàn)代便攜式電子設(shè)備的重要指標(biāo)之一，低功耗設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)包拒各類低功耗器件的選用，低工作電壓，對(duì)各部分器件和電路進(jìn)行電源管理等。可以借助軟硬件優(yōu)化，在保證性能的條件下，將低功耗便攜式溫度測(cè)量?jī)x的功耗做得更低，達(dá)到節(jié)能環(huán)保目的。對(duì)于本系統(tǒng)調(diào)試中出現(xiàn)AD采樣結(jié)果無效碼偏多，須進(jìn)一步進(jìn)行原因分析和調(diào)試，或者換用其他低功耗芯片，或者換用其它采樣線路，進(jìn)一步提高其精度。軟件須進(jìn)一步優(yōu)化，使得程序運(yùn)行的更快。編制更好的算法，使得本算法能夠適用更多的傳感器，以便在傳感器變更時(shí)，不需要重新編寫程序。通過適當(dāng)?shù)母淖冘浻布梢愿倪M(jìn)為多點(diǎn)測(cè)量。5.3結(jié)束語近四個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，這意味著我們的大學(xué)生活也要結(jié)束了，但我們的學(xué)習(xí)沒有結(jié)束，在本次設(shè)計(jì)中，我們所學(xué)過的理論知識(shí)接受了實(shí)踐的檢驗(yàn)，增強(qiáng)我的綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力及動(dòng)手能力，為以后的學(xué)習(xí)和工作打下了良好的基礎(chǔ)。本文以MSP430系列單片機(jī)為核心，用MSP430F435單片機(jī)作為控制器件，溫度信號(hào)通過熱敏、電阻和放大器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號(hào)，測(cè)溫電路采用橋式電路，溫度設(shè)定采用按鍵移位式設(shè)定方法。軟件算法采用設(shè)定值和測(cè)量值相比較的算法。在單片機(jī)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了一種用帶有E2PROM的MSP430F435單片機(jī)控制的便攜式測(cè)溫儀。通過幾個(gè)月的設(shè)計(jì)，我也有很深的感觸：當(dāng)今社會(huì)在飛速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)發(fā)展的速度更是迅猛無比，尤其是單片機(jī)技術(shù)在未來社會(huì)發(fā)展中一定會(huì)起著十分重要的作用，而通過本次設(shè)計(jì)無論是從硬件實(shí)現(xiàn)還是到整個(gè)程序的完成，無不是對(duì)我個(gè)人專業(yè)能力的一次提高和體現(xiàn)。而本次設(shè)計(jì)主要是完成兩方面工作，軟件程序設(shè)計(jì)和硬件電路板設(shè)計(jì)。軟件設(shè)計(jì)包括用單片機(jī)設(shè)計(jì)語言設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)。硬件設(shè)計(jì)包括繪制電路原理圖，再做硬件測(cè)試。通過這些都使我對(duì)采用單片機(jī)設(shè)計(jì)方法有了更深的理解和掌握，同時(shí)也讓我把所學(xué)的知識(shí)廣泛的應(yīng)用到了實(shí)踐中，充分的做到了理論與實(shí)踐相結(jié)合。無論從專業(yè)知識(shí)、動(dòng)手能力，還是毅志品質(zhì)，都使我受益非淺。當(dāng)然，這與老師和同學(xué)的熱心幫助也是分不開的。大學(xué)生活雖然結(jié)束了，但我們的學(xué)習(xí)還沒有結(jié)束，只有不斷學(xué)習(xí)，用知識(shí)充實(shí)自己的頭腦，才能在未來社會(huì)有一席之地，才能為社會(huì)的發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)，一句話：學(xué)無止境。

附錄APT100鉑電阻分度表℃0123456789-20018.49-19022.822.3721.9421.5121.0820.6520.2219.7919.3618.93-18027.0826.6526.2325.825.3724.9424.5224.0923.6623.23-17031.3230.930.4730.0529.6329.228.7828.3527.9327.5-16035.5335.1134.6934.2733.8533.4333.0132.5932.1631.74-15039.7139.338.8838.4638.0437.6337.2136.7936.3735.95-14043.8743.4543.0442.6342.2141.7941.3840.9640.5540.13-1304847.5947.1846.7646.3545.9445.5245.1144.744.28-12052.1151.751.2950.8850.475049.6449.2348.8248.41-11056.1955.7855.3854.9754.5654.1553.7453.3352.9252.52-10060.2559.8559.4459.0458.6358.2257.8257.415756.6-9064.363.963.4963.0962.6862.2861.8761.4761.0660.66-8068.3367.9267.5267.1266.7266.3165.9165.5165.1164.7-7072.3371.9371.5371.1370.7370.63369.9369.5369.1368.73-6076.3375.9375.5375.1374.7374.3373.9373.5373.1372.73-5080.3179.9179.5179.1178.7278.3277.9277.5277.1376.73-4084.2783.8883.4883.0882.6982.2981.8981.581.180.7-3088.2287.8387.4387.0486.6486.2585.8585.4685.0684.67-2092.1691.7791.3790.9890.5990.1989.889.489.0188.62-1096.0995.6995.394.9194.5294.1293.7393.3492.9592.55010099.6199.2298.8398.4498.0497.6597.2696.8796.480100100.39100.78101.17101.56101.95102.34102.73103.13103.5110103.9104.29104.68105.07105.46105.85106.24107.63107.02107.4920107.79108.18108.57108.96109.35109.73110.12110.51110.9111.2830111.67112.06112.45112.83113.22113.61113.99114.38114.77115.1540115.54115.93116.31116.7117.08117.47117.85118.24118.62119.0150119.4119.78120.16120.55120.93121.32121.7122.09122.47122.8660123.24123.62124.01124.39124.77125.16125.54125.92126.31126.6970127.07127.45127.84128.22128.6128.98129.37129.75130.13130.5180130.89131.27131.66132.04132.42132.8133.18133.56133.94134.3290134.7135.08135.46135.84136.22136.6136.98137.36137.74138.12100138.5138.88139.26139.64140.02140.39140.77141.15141.53141.91110142.29142.66143.04143.42143.8144.17144.55144.93145.31145.68120146.06146.44146.81147.19147.57147.94148.32148.7149.07149.45130149.82150.2150.57150.95151.33151.7152.08152.45152.83153.2140153.58153.95154.32154.7155.07155.45155.82156.19156.57156.94150157.31157.69158.06158.43158.81159.18159.55159.93160.3160.67160161.04161.42161.79162.16162.53162.9163.27163.65164.02164.39170164.76165.13165.5165.87166.24166.61166.98167.35167.72168.09180168.46168.83169.2169.57169.94170.31170.68171.05171.42171.79190172.16172.53172.9173.26173.62174174.37174.74175.1175.47

續(xù)Pt100鉑電阻分度表℃0123456789200175.84176.21176.57176.94177.31177.68178.04178.41178.78179.14210179.51179.88180.24180.6118.97181.34181.71182.07182.44182.8220183.17183.53183.9184.26184.63184.99185.36185.72186.09186.45230186.82187.18187.54187.91188.27188.63189189.36189.72190.09240190.45190.81191.18191.54191.9192.26192.63192.99193.35193.71250194.07194.44194.8195.16195.52195.88196.24196.6196.96197.33260197.69198.05198.41198.77199.13199.49199.85200.21200.57200.93270201.29201.65202.01202.36202.72203.08203.44203.8204.16204.52280204.88205.23205.59205.95206.31206.37207.02207.38207.74280.1290208.45208.81209.17209.52209.88210.24210.59210.98211.31211.66300212.02212.37212.73213.09213.44213.8214.15214.51214.86215.22310215.57215.93216.28216.64216.99217.35217.7218.05218.41218.76320219.12219.47219.82220.18220.53220.88221.24221.59221.94222.29330222.65223223.35223.7224.06224.41224.76225.11225.46225.81340226.17226.52226.87227.22227.57227.92228.27228.62228.97229.32350229.67230.02230.37230.72231.07231.42231.77232.12232.47232.82360233.17233.52233.87234.22234.56234.91235.26235.61235.96236.31370236.65237237.35237.7238.04238.39238.74239.09239.43239.78380240.13240.47240.82241.17241.51241.86242.2242.55242.9243.24390243.59243.93244.28244.62244.97245.31245.66246246.35246.69400247.04247.38247.73248.07248.41248.76249.1249.45249.79250.13410250.48250.82251.16251.5251.85252.19252.53252.88253.22253.56420253.9254.24254.59254.93255.27255.61255.95256.29256.64256.98430257.32257.66258258.34258.68259.02259.36259.7260.04260.38440260.72261.06261.46261.74262.08262.42262.76263.1263.43263.77450264.11264.45264.79265.13265.47265.8266.14266.48266.82267.15460267.49267.83268.17268.5268.84269.18269.51269.85270.19270.52470270.86271.2271.53271.87272.2272.54272.88273.21273.55273.88480274.22274.55274.89275.22275.56275.89276.23276.56276.89177.23490277.56277.9278.23278.56278.9279.23279.56279.9280.23280.56500280.9281.23281.56281.89282.23282.56282.89283.22283.55283.89510284.22284.55284.88285.21285.54285.87286.21286.54286.87287.24520287.53287.86288.19288.52288.85289.18289.51289.84290.17290.59530290.83291.16291.49291.81292.14292.47292.8293.13293.46293.79540294.11294.44294.77295.1295.43295.75296.08296.41296.74297.66550297.39297.72298.04298.37293.7299.02299.35299.68300300.33560300.65300.98301.31301.63301.96302.28302.61302.93303.26303.58570303.91304.23304.56304.88305.2305.53305.85306.18306.5306.82580307.15307.47307.79308.12308.44308.76309.09309.41309.73310.05590310.38310.7311.02311.34311.67311.99312.31312.63312.95313.27

續(xù)Pt100鉑電阻分度表℃0123456789600313.59313.92314.24314.56314.88315.2315.52315.84316.16316.48610316.8317.12317.44317.76318.08318.46318.72319.04319.36319.68620319.99320.31320.63320.95321.27321.59321.91322.22322.54322.86630323.18323.49323.81324.13324.45324.76325.08325.4325.72326.03640326.35326.66326.98327.3327.61327.93328.25328.56328.88329.19650329.51329.82330.14330.45330.77331.03331.4331.71332.03332.34660332.66332.97333.28333.6333.91334.23334.54334.85335.17335.48670335.79336.11336.42336.73337.04337.36337.67337.98338.29338.61680338.92339.23339.54339.85340.16340.48340.79341.1341.41341.72690342.03342.34342.65342.96343.27343.58343.89344.2344.51344.82700345.13345.44345.75346.06346.37346.68346.99347.3347.6347.91710348.22348.53348.84349.15349.45349.76350.07350.38350.69350.99720351.3351.61351.91352.22352.53352.83353.14353.45353.75354.06730354.37354.67354.98355.28355.59355.9356.2356.51356.81357.12740357.42357.73358.03358.34358.64358.95359.25359.55359.86360.16750360.47360.77361.07361.38361.68361.98362.29362.59362.89363.19760366.52366.82367.12367.42367.72368.02368.32368.63368.93369.23770366.52366.82367.12367.42367.72368.02368.32368.63368.93369.23780369.53369.83370.13370.43370.73371.03371.33371.63371.93372.22790372.52372.82373.12373.42373.72374.02374.32374.61374.91375.21800375.51375.81376.1376.4376.7377377.29377359377.89378.19810378.48378.78379.08379.37379.67379.97380.26380.56380.85381.15820381.45381.74382.04382.33382.63382.92383.22383.51383.81381.15830384.4384.69384.98385.28385.57385.87386.163863.5386.75387.04840387.34387.63387.92388.21388.51388.8389.09389.39389.68389.97850389.26說明：實(shí)際應(yīng)用中，每隔5℃標(biāo)定一個(gè)Pt100的電阻值，然后插值校正，換算出溫度的。

附錄B基于MSP430F435便攜式測(cè)溫儀硬件原理圖

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致謝歷時(shí)個(gè)月的時(shí)間終于將這篇畢設(shè)寫完，在畢設(shè)的寫作過程中遇到了無數(shù)的困難和障礙。本設(shè)計(jì)是在賈建芳教授的精心指導(dǎo)下完成的。賈老師高度的敬業(yè)精神、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度、孜孜以求的工作作風(fēng)深深的影響了我。在此，我由衷感謝賈老師給我的幫助、教育和培養(yǎng)！感謝這篇論文所涉及到的各位學(xué)者。本文引用了數(shù)位學(xué)者的研究文獻(xiàn)，如果沒有各位學(xué)者的研究成果的幫助和啟發(fā)，我將很難完成本篇論文的寫作。感謝我的同學(xué)和朋友，在我寫畢設(shè)的過程中給予我很多素材，還在的撰寫和排版的過程中提供熱情的幫助。由于我的學(xué)術(shù)水平有限，所寫論文難免有不足之處，懇請(qǐng)各位老師和學(xué)友批評(píng)和指正！

附錄：中英文文獻(xiàn)翻譯名稱——MSP430X43X混合信號(hào)微控制器使用指南基于C8051F單片機(jī)直流電動(dòng)機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對(duì)良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級(jí)倒立擺系統(tǒng)的研究