【正文】 ....................................................................................... 19 低功耗智能便攜式溫度測(cè)量?jī)x的 PCB 制作 .................................................. 19 PCB 板布局 ................................................................................................. 19 PCB 的布線 ................................................................................................. 19 低功耗智能便攜式溫度測(cè)量?jī)x調(diào)試 ................................................................ 20 低功耗智能便攜式溫度測(cè)量?jī)x分析 ......................................................... 20 V 低功耗智能便攜式溫度測(cè)量?jī)x改進(jìn)方法 ........................................................ 20 5 結(jié)論 ..................................................................................................................... 21 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................... 22 致 謝 ........................................................................................................................ 23 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）知識(shí)產(chǎn)權(quán)聲明 .................................................................... 24 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明 ......................................................................... 25 附錄 1 電路原理圖 ............................................................................................... 26 附錄 2 電路 PCB 板 ............................................................................................. 27 1 緒論 1 1 緒論 溫度測(cè)量?jī)x國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 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。 Temperature measurement instrument。通過對(duì)系統(tǒng)的調(diào)試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明該設(shè)計(jì)達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，完成了系統(tǒng)的便攜式和低 功耗的要求。 I 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 題目： 低功耗智能便攜式溫度測(cè)量?jī)x的研究 — 硬件設(shè)計(jì) 系 別： 電子信息系 專 業(yè) ： 自動(dòng)化 班 級(jí) ： 姓 名 ： 學(xué) 號(hào) ： 指導(dǎo)教師： 年 月 II 低功耗智能便攜式溫度測(cè)量?jī)x的研究 —— 硬件設(shè)計(jì) 摘 要 溫度測(cè)量是 工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、現(xiàn)代科學(xué)研究及高新技術(shù)開發(fā)過程中一個(gè)極其普通而重要的測(cè)量項(xiàng)目。本論文研究了一種低功耗智能便攜式溫度測(cè)量?jī)x，該測(cè)溫儀采用 PT1000 熱電阻傳感器， 16 位高集成度、超低功耗單片機(jī) MSP430F4250，充分利用單片機(jī)的相關(guān)技術(shù)、測(cè)溫技術(shù)、報(bào)警技術(shù)、 LCD 顯示技術(shù)、串口技術(shù)，不但發(fā)揮了低功耗智能便攜式溫度測(cè)量?jī)x的測(cè)溫功能，而且還擁有報(bào)警與通信功能，手動(dòng)復(fù)位功能使用戶能隨時(shí)測(cè)量溫度的變化，超低功耗能夠使用戶不必?fù)?dān)心電能不足的問題。 關(guān)鍵詞： 低功耗；溫度測(cè)量?jī)x ； MSP430F4250； PT1000 III Lowpower Intelligence Portable Temperature Measuring Meter—— Hardware Design Abstract The temperature measurement is a very mon and important measurement item in industry and agriculture production. What this paper research is the lowpower consumption intelligence portable temperature measuring instrument, this temperature measuring instrument uses the thermal resistance sensor ,16 position high integration and low power consumption monolithic integrated circuit MSP430F4250, this system make full use of microcontroller technology, thermometry, and alarm technology, LCD display, serial techniques, not only played a lowpower intelligent portable temperature measurement temperature, but also has alarm and munication functions, the manual reset function allows the useable to measure temperature changes at any time, low power consumption enables users do not have to worry about the problem of insufficient electricity. Debugging the system, the experimental results demonstrate that the design has achieved the desired goals, and plete system of portable and low power requirements. Key Words: Low power consumption。 MSP430F4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、可編程以及數(shù)字化的方 向發(fā)展。 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)量是工業(yè)、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)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，因此溫度測(cè)量技術(shù)的研究是一個(gè)很重要的課題 [2]。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將被測(cè)對(duì)象的溫度值轉(zhuǎn)換成電或其它形式的信號(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。對(duì)于簡(jiǎn)單的溫度測(cè)量?jī)x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。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，則稱為非接觸溫度量?jī)x。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)量平均溫度、最高溫度和最低溫度等不同的參數(shù)。 本論文的意義及主要內(nèi)容 本論文的意義在于溫度測(cè)量在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、現(xiàn)代科學(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)量項(xiàng)目。國(guó)內(nèi)外在便攜式溫度測(cè)量?jī)x這方面的研究及應(yīng)用也相當(dāng)多，便攜式電子設(shè)備的重要指標(biāo)之一就是低功耗，低功耗是國(guó)際上節(jié)能和綠色環(huán)保的要求，是全球化的熱潮。 本論文 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PT1000 傳感器， 16 位高集成度、超低功耗單片機(jī) MSP430F4250，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度信號(hào)的采集和處理。 本論文主要介紹了一種應(yīng)用鉑熱電阻傳感器， 16 位高集成度、超低功耗單片機(jī) MSP430F4250，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度信號(hào)的采集和處理 的超低功耗智能便攜式溫度測(cè)量?jī)x。第 2 章介紹低功耗智能便攜式溫度測(cè)量?jī)x的總體方案。第 4 章分析了實(shí)驗(yàn)調(diào)試結(jié)果分析以及需要改進(jìn)的地方。 2 低功耗智能便攜式溫度測(cè)量?jī)x的總體方案 3 2 低功耗智能便攜式溫度測(cè)量?jī)x的總體方案 低功耗智能便攜式溫度測(cè)量?jī)x系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 本論文 以單片機(jī)為中心，以低功耗為目的對(duì)溫度進(jìn)行檢測(cè)。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。 圖 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 單片機(jī)L C D 顯 示電 源晶 振復(fù) 位報(bào)警L E D燈串 口鍵盤輸入上 位 機(jī)信 號(hào)放 大傳感器西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 低功耗智能便攜式溫度測(cè)量?jī)x的各模塊 (1) 單片機(jī)： 便攜式智能設(shè)備體積小，重量輕，從電路的角度看，自然要求設(shè)備電路簡(jiǎn)單，功耗低，功能滿足要求。單片機(jī)品種多，功能強(qiáng)，可靠性高，可以滿足智能設(shè)備的多種需要。其中有些單片機(jī)的功耗非常低，例如德州儀器 (TI)公司生產(chǎn)的 MSP430 系列單片機(jī)。當(dāng)系統(tǒng)處于省電的備用狀態(tài)時(shí)，用中斷請(qǐng)求將它喚醒只需要 6μS的時(shí)間。在 1MHz 的時(shí)鐘條件下運(yùn)行時(shí)，芯片的耗電電流在 200~400μA左右，時(shí)鐘關(guān)斷模式下最低功耗只有 。在系統(tǒng)中共有一種活動(dòng)模式 (AM)和五種低功耗模式 (LPM0~LPM4)。 (2) 電源： 智能便攜式電子設(shè)備一般要求便于攜帶，所以要重量輕而且體積小，因此一般不用交流供電。 (3) 晶振： 為單片機(jī)正常工作提 供穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)，晶振是構(gòu)成單片機(jī)最小系統(tǒng)的成員之一，本系統(tǒng)采用 12M 晶振。 (5) 溫度傳感器： 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。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。 (6) 信號(hào)放大電路： 利用具有放大功能的電子電路，將微弱的電流或電壓等信號(hào)放大處理，轉(zhuǎn)換成我們所需要的值 ，這里是 使溫度傳感器的小電流信號(hào)得以放大供單片機(jī)使用。 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 (7) LCD 顯示： 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。通過和不通過的 組合就可以在屏幕上顯示出圖像來。 選用低功耗的液晶顯示器 LCD 作為顯示器件，該顯示器的優(yōu)點(diǎn)是工作電壓低、微功耗、使用方便（體積小、外形薄、平板式顯示），是便攜式智能設(shè)備顯示器件的首選。 (8) 報(bào)警： 當(dāng)電源電壓低于系統(tǒng)所需要的最低電壓時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)提示更換電池的報(bào)警；溫度超過溫度傳感器的測(cè)量范圍時(shí)，系統(tǒng)也會(huì)自動(dòng)報(bào)警 ，否則會(huì)損壞溫度傳感器甚至整個(gè)系統(tǒng)。 (9) 鍵盤： 鍵盤的作用是發(fā)送命令以確定對(duì)溫度進(jìn)行測(cè)量或?qū)纹瑱C(jī)進(jìn)行復(fù)位，本系統(tǒng)賦予四個(gè)按鍵，當(dāng)需要