基于單片機(jī)的超低功耗電子溫度計(jì)設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧
2025-05-14 09:21 本頁(yè)面
【正文】 在) (2) 顯示時(shí)分秒的時(shí)鐘功能(能夠正常切換和顯示) (3) 其他功能3 總體方案設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)總體上包含一下幾個(gè)模塊MSP430F2012HT1621液晶驅(qū)動(dòng)芯片3*1鍵盤輸NTC100采集系統(tǒng)16位數(shù)碼管LCD玻璃片LCD玻璃片電壓采樣 本設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)測(cè)量溫度功能，諸多發(fā)揮功能主要有鍵盤輸入循環(huán)選擇4 方案論證及選擇 控制單元方案 方案一：MCS51系列單片機(jī)是Intel公司推出的通用型單片機(jī)，是市場(chǎng)上使用較為廣泛的單片機(jī)，但其功耗相比來(lái)說(shuō)較高。用51單片機(jī)進(jìn)行功能擴(kuò)展，外圍連接較多，在本設(shè)計(jì)中要求有溫度采集，而51沒(méi)有自帶的A/D轉(zhuǎn)換，需外接器件，功耗增大且使用起來(lái)相對(duì)麻煩。方案二：采用凌陽(yáng)SPCE061A單片機(jī)，～（CPU）,I/O端口高電平VDDH為VDD～，其工作電流小于50mA。雖然凌陽(yáng)SPCE061A功能豐富，但是在設(shè)計(jì)溫度計(jì)時(shí)顯得有點(diǎn)功能浪費(fèi)，并且，此單片機(jī)在功耗上面明顯過(guò)高，不符合低功耗要求，方案三：采用16位MSP430F2012系列單片機(jī)，～，電壓要求低。MSP430F2012單片機(jī)中斷源比較多，并且可以任意嵌套，使用起來(lái)非常方便：其有內(nèi)置的10位A/D轉(zhuǎn)換，可以在不外加A/D芯片的前提下采集溫度，減少了功耗。在MSP430 F2012中有兩個(gè)不同的系統(tǒng)時(shí)鐘系統(tǒng)：基本時(shí)鐘系統(tǒng)和鎖頻環(huán)（FLL和FLL+）時(shí)鐘系統(tǒng)。由于系統(tǒng)采用的工作模式不同，芯片的功耗有顯著的不同，在系統(tǒng)中總共有一種工作模式和五種低功耗模式，耗電極低。綜合比較，在實(shí)現(xiàn)相同功能的前提下，MSP430具有更低的功耗，更適合要求，故選擇方案三。 溫度采集方案 方案一：采用ds18b20數(shù)字溫度傳感器，～，與單片機(jī)連接時(shí)須在數(shù)據(jù)線上加一上拉電阻，這無(wú)意中增加了功耗。 方案二：采用NTC熱敏電阻，其穩(wěn)定性好,可靠性高，靈敏度高；電阻值和材料常數(shù)B值精度高、一致性好、可互換。由于采用玻璃封裝,可在高溫和高濕等惡劣環(huán)境下使用 ；體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)堅(jiān)固,便于自動(dòng)化安裝（在印制線路板上） ；熱感應(yīng)速度快；輸入電流小，功耗低。由此可見(jiàn)，NTC熱敏電阻，具有很好的性能，靈敏度高且滿足低功耗的要求，故選擇方案二。 液晶顯示方案方案一：選用OCMJ液晶，該液晶雖然能顯示各種文字及圖形，但是它的價(jià)格較高，～，工作溫度在0～55℃范圍內(nèi)，工作電流為65mA，如果開啟背景光則為111mA。綜合一上發(fā)現(xiàn)，其功耗超過(guò)設(shè)計(jì)要求。方案二：采用自制的段碼液晶，利用液晶驅(qū)動(dòng)IC（HT1621）以及配套的液晶LCD玻璃片，自制16位段碼顯示LCD。由于設(shè)計(jì)要求不需要太多內(nèi)容的顯示，考慮到功耗及性價(jià)比問(wèn)題，所以可以自制一個(gè)簡(jiǎn)易LCD，能夠利用較少的I/O端口控制顯示。另外驅(qū)動(dòng)IC上裝有兩種頻率的蜂鳴驅(qū)動(dòng)電路，可以實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能，以及段碼LCD的低功耗特性，顯示狀態(tài)時(shí)電流為60uA，省電模式時(shí)小于5uA，其顯示清晰，穩(wěn)定可靠，使用編程簡(jiǎn)單，很適合低功耗的要求由此可見(jiàn)，我們選擇方案二，通過(guò)驅(qū)動(dòng)IC及配套液晶LCD玻璃片，自制段碼液晶，這樣即實(shí)現(xiàn)了功能要求又降低了功耗。 時(shí)鐘模塊
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