【正文】 字的方式顯示在 LCD1602 液晶上最終完成課設(shè)的要求 主要技術(shù)指標 DS18B20測溫范圍為 55℃～ 125℃精度為 01℃ AD變換時間為200msMSP430F149 單片機采用兩個時鐘輸入一個 32kHz 的時鐘信號一個 8MHz 的時鐘信號采用 150ns 的指令周期用 12 位 200kbps 的 AD 轉(zhuǎn)換器自帶采樣保持 第一章 系統(tǒng)總體設(shè)計 本設(shè)計的原理是溫度采集系統(tǒng)主要通過單線數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 采集得到溫度數(shù)據(jù) MSP430F149 作為 CPU 從溫度傳感 器讀取數(shù)據(jù)將得到的數(shù)據(jù)進行判斷然后做相應(yīng)處理比如顯示或報警溫度傳感器通過某種關(guān)系的換算就可以得到溫度傳感器的輸出電壓這樣單片機通過模擬口采集得到傳感器的輸出電壓 [1]由于 MSP430F149 片內(nèi)集成了 AD 轉(zhuǎn)換通道這樣可以直接將單片機的 AD 輸入通道與傳感器的模擬電壓輸出通道相連接另外系統(tǒng)通過鍵盤輸入來完成對報警溫度上下限的設(shè)置通過顯示電路將得到的數(shù)據(jù)顯示出來當溫度超過上限和下限的時候系統(tǒng)進行報警報警是通過驅(qū)動一個蜂鳴器來實現(xiàn)的下面一部分將具體介紹系統(tǒng)的構(gòu)成該系統(tǒng)主要有傳感器采集模塊鍵盤輸入模塊電源及復(fù)位模塊報 警模塊及顯示模塊分別有 P26P10P17RESETP25P22P47 控制系統(tǒng)框圖如圖 11 所示 圖 11 系統(tǒng)框圖 由圖 11 可以看出整個系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單等特點傳感器模塊與單片機的 AD通道進行連接這樣可以簡化模擬采集的設(shè)計從而減小設(shè)計的復(fù)雜性增加系統(tǒng)的可靠性鍵盤輸入模塊是通過單片機的 P1口來實現(xiàn)的由于 P1口中斷功能所以實現(xiàn)起來非常容易并且也非常適合軟件編程 [1]電源及復(fù)位模塊主要是為整個系統(tǒng)提供可靠的電源另外考慮到系統(tǒng)工作需要有復(fù)位功能因此也為系統(tǒng)提 供復(fù)位信號 167。 軟件的調(diào)試 29 167。 45 報警模塊 25 第五章 系統(tǒng)調(diào)試 27 167。 41 最小系統(tǒng)設(shè)計 17 167。 33 采集模塊 13 167。 21 MSP430F149 單片機 4 167?；?MSP430 的溫度采集報警系統(tǒng)的畢業(yè)論文基于單片機的智能溫度測試控制儀的設(shè)計 基于 MSP430 的溫度采集報警系統(tǒng)的設(shè)計 溫度控制儀表具有廣泛的應(yīng)用前景在各種行業(yè)中都占有重要的位置越來越多的領(lǐng)域應(yīng)用到以單片機為控制核心用液晶作為顯示終端的數(shù)字化控制設(shè)備通過單片機對被控對象進行智能控制 本設(shè)計是從降低開發(fā)成本擴大適用范圍系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性可靠性的設(shè)計目的出發(fā)采用 MSP430F149 單片機為控制核心以單線數(shù)字溫度傳感器 DS18B20來完成溫度信號的采集溫度以 數(shù)字的方式顯示在 LCD1602 液晶上最終實現(xiàn)溫度的采集顯示和報警上下限溫度值可以根據(jù)實際要求通過鍵盤輸入來實現(xiàn)設(shè)定從而實現(xiàn)自動溫度控制等功能并重點闡述了系統(tǒng)的硬件構(gòu)成和軟件編程的設(shè)計過程其中硬件構(gòu)成有六部分電源及復(fù)位模塊采集模塊鍵盤輸入模塊顯示模塊和報警模塊 MSP430F149是一種 16位內(nèi)含 FLASH型芯片的單片機具有高速運算開發(fā)設(shè)備簡便可現(xiàn)場編程等特點這給控制系統(tǒng)的設(shè)計帶來了極大的便利性各個模塊的電路原理圖都有 protel 來完成每個模塊的軟件編程都在 IAR 開發(fā)環(huán)境中完成并實現(xiàn) MSP430F149 溫度 控制儀 DS18B20 LCD1602DESIGN OF TEMPERATURE ACQUISITION AND ALARM SYSTEM BASED ON MSP430F149 ABSTRACT Temperature control the appearance of a wide application prospect in various industries will occupy an important position more and more fields to a monolithic integrated circuits to control the use lcd as a display terminal equipment by some monolithic integrated circuits to control the object is intelligent control This design is to reduce costs expand the development of the scope and the system running stability reliability designed by msp430f149 monolithic integrated circuits to control the temperature sensor and figures ds18b20 to plete the temperature of the collection the temperature in the number of ways in lcd display lcd1602 achieve the temperature of the collection and display and the police The minimum temperature values based on actual requirements the keyboard for set for automatic temperature control and other functions and the hardware and software systems of the programming process the design of hardware to constitute a part of six modules power and resets the collected keyboard the module displays module and Msp430f149 is a 16bit flash chips including the type of operation of a monolithic integrated circuits the development of device easy but the characteristics and programming for the control system design a great convenience all modules of a schematic diagram of a circuit are protel to plete each module software programming in the iar development environments and implementation KEY WORDSMSP430F149 temperature control device DS18B20 LCD1602 目 錄 前 言 1 167。 課題的主要研究內(nèi)容及指標 2 第一章 系統(tǒng)總體設(shè)計 3 第二章 單片機及溫度傳感器 4 167。 32 電源及復(fù)位模塊 11 167。 36 報警模塊 16 第四章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 17 167。 44 顯示模塊 22 167。 IAR 開發(fā)環(huán)境簡介 28 167。 本課題的目的與意義 溫度控制技術(shù)是一種非常重要的工業(yè)技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過程中為了高效地進行生產(chǎn)必須對它的主要參數(shù)如溫度進行有效的控制在溫度控制方面還存在著許多問題如何更好地提高控制性能滿足不同系統(tǒng)的控制要求常采用單片機設(shè)計的溫度控制儀來通過改變流過制冷器的電流方向?qū)崿F(xiàn)加熱和制冷的轉(zhuǎn)換十分方便快捷因此有一定的實際應(yīng)用意義 該課設(shè)的目的 1．弄懂 MSP430F149 單片機的工作原理以及為控制系統(tǒng)的設(shè)計方法 2 了解 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器的工作原理 3．培養(yǎng)硬件和軟件相結(jié) 合的設(shè)計及調(diào)試能力 4．運用傳感器技術(shù)和控制技術(shù)實現(xiàn)對溫度的檢測和液晶顯示 通過老師的指導設(shè)計檢測儀的硬件測溫采集電路鍵盤輸入電路以及報警和LCD 液晶顯示電路從而實現(xiàn)溫度的采集顯示和報警 167。 31 MSP430F149 單片機最小系統(tǒng)設(shè)計 單片機電路作為整個系統(tǒng)的核心控制部分主要是完成與其他電路的接口從而獲得數(shù)據(jù)進行處理將處理的結(jié)果采用某種方式表示出來比如顯示或報警從單片機最小系統(tǒng)電路可以看出單片機的接口電路非常簡單分別采用單片機的一般IO 口實現(xiàn)與其他電路的連口在單片機的時鐘設(shè)計上與其他單片機有一定的區(qū)別MSP430F149單片機采用兩個時鐘輸入一個 32kHz的時鐘信號一個 8MHz的時鐘信號該系統(tǒng)的時鐘部分都是采用晶體振蕩器實現(xiàn)的 []考慮到電 源的輸入紋波對單片機的影響在電源的管腳增加一個 01uF 的電容來實現(xiàn)濾波以減小輸入端受到的干擾另外單片機還有模擬電源的輸入端因此在這里需要考慮干擾問題在該系統(tǒng)中的干擾比較小因此模擬地和數(shù)字地共地模擬電源輸入端增加一個濾波電容以減小干擾單片機最小系統(tǒng)電路如圖 31 所示 167。 35 顯示模塊 系統(tǒng)的顯示電路采用 LCD1602 液晶顯示器顯示這樣的方式能滿 足該系統(tǒng)的要求也可很容易的完成圖 36 為該系統(tǒng)的顯示電路 通過圖 35 可以看出該顯示電路直接與單片機的數(shù)據(jù) IO 口進行連接由于MSP430149 具有豐富的 IO 口資源這樣采用并行的接口方式非常容易減小系統(tǒng)設(shè)計的復(fù)雜度也可以增加系統(tǒng)的可靠性 P40～ P47是用來顯示數(shù)據(jù) P22控制數(shù)碼管的選通狀態(tài)167。 43 鍵盤輸入模塊 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 P10P11 盤的行 線 P14P15 盤的列線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在設(shè)計時為了程序設(shè)計的方便性鍵盤的列線采用的是 P14P15這樣可以利用該管腳的中斷功能這樣在沒有按鍵按下的情況下該四個管腳的電平為高電平如果有按鍵按下時則相應(yīng)的列線管腳為低電平這時通過設(shè)置P14P15 平觸發(fā)中斷方式低電平就觸發(fā)中斷而進入中斷服務(wù)程序從而獲得輸入的數(shù)據(jù) [1] 鍵盤的工作原理具體如下首先將 P10P11 輸出將 P14P15 輸入并將P14P15低電平觸發(fā)中斷方式將 P13設(shè)置為低電平如果該行 上有按鍵按下的話則 P14P15 電平就會觸發(fā)中斷進入中斷服務(wù)程序獲得輸入的數(shù)據(jù)如果沒有按鍵按下的話則 P14P15電平不會進入中斷服務(wù)程序依次將 P10P11低電平來判斷該行是否有輸入如果沒有輸入的話 P14P15 電平如果有輸入的話P14P15 電平就會觸發(fā)中斷進入中斷服務(wù)程序獲得輸入數(shù)據(jù)鍵盤的掃描時間很短僅僅幾微妙的時間然而按鍵的時間一次至少需要幾十毫秒所以只要有按鍵按下的話是都可以被掃描到的另外還要考慮鍵盤的抖動處理 [13]為了防止鍵盤的掃描而影響其他部分的處理這里采用了定時器 B來檢 察是否有按鍵按下圖 43為該部分的程序流程圖 該模塊主要包括對定時器 B 和端口中斷的處理初始化部分該部分主要完成端口的初始化和定時器 B 的初始化 該部分端口的初始化程序 void Int_INPUTPort void 將管腳在初始化的時候設(shè)置為輸入方式 PIDIR 0 將所以的管腳設(shè)置為一般 IO 口 PISEL 0 將 P14P15 輸入方向 PIDIR BIT4 PIDIR BIT5 PIDIR BIT6 PIDIR BIT7 將 P10P11 輸輸出方向 PIDIR BIT0PIDIR BIT1 PIDIR BIT2PIDIR BIT3 將 P14P15 低電平中斷觸發(fā)方式 P1IE BIT4 管腳 P14 使能中斷 P1IES BIT4 對應(yīng)的管腳由高到低電平跳變使相應(yīng)的標志置位 P1IE BIT5 管腳 P15 使能中斷 P1IES BIT5 對應(yīng)的管腳由高到低電平跳變使相應(yīng)的標志置位 P1IE BIT6 管腳 P16 使能中斷 P1IES BIT6 對應(yīng)的管腳由高到低電平跳變 使相應(yīng)的標志置位 P1IE BIT7 管腳 P17 使能中斷 P1IES BIT7 對應(yīng)的管腳由高到低電平跳變使相應(yīng)的標志置位 Return 該部分代碼為定時器 B 的初始化程序代碼 [14] void Init_TimerB void TBCTL TBSSEL0 TBCLR 選擇 ACLK 清除 TAR TBCCTL0 CCLE TBCCR0 中斷允許 TBCCR0 32768 時間間 隔為 1s TBCLT MC0 增記數(shù)模式 167。 52 系統(tǒng)軟件調(diào)試 1