基于MSP430G2231實現(xiàn)的溫度測試儀(程江)

1基于MSP430G2231實現(xiàn)的溫度測試儀設(shè)計報告

西安電子科技大學(xué)——美國德州儀器MSP430實驗室

程江2011.12.252概述系統(tǒng)介紹本設(shè)計以MSP430G2231為核心，本作品選用MSP430G2231單片機，該單片機超低功耗，具有5種節(jié)電模式，此單片機還具有豐富的時鐘源，它可通過串行口系統(tǒng)編程，無需外部編程電壓，另外它還有10位IO口、8個比較器通道和16位的Timer_A定時器，帶2路捕獲和比較寄存器。此單片機的IO口和Timer_A定時器都具有強大的中斷能力。該作品的主要功能是：對Pt100溫度傳感器信號進(jìn)行檢測并顯示檢測結(jié)果，顯示間隔時間可設(shè)定。3作品實物圖4MSP430G2系列Launchpad開發(fā)板實物圖

5MSP430G2系列Launchpad

名為LaunchPad的MSP-EXP430G2低成本試驗板是一款適用于TI最新MSP430G2xx系列產(chǎn)品的完整開發(fā)解決方案。其基于USB的集成型仿真器可提供為全系列MSP430G2xx器件開發(fā)應(yīng)用所必需的所有軟、硬件。LaunchPad具有集成的DIP目標(biāo)插座，可支持多達(dá)20個引腳，從而使MSP430ValueLine器件能夠簡便地插入LaunchPad電路板中。此外，其還可提供板上Flash仿真工具，以直接連接至PC輕松進(jìn)行編程、調(diào)試和評估。此外，它還提供了從MSP430G2xx器件到主機PC或相連目標(biāo)板的9600波特UART串行連接。6MSP-EXP430G2LaunchPad特性:?USB調(diào)試與編程接口無需驅(qū)動即可安裝使用，且具備高達(dá)9600波特的UART串行通信速度?分別連接至綠光和紅光LED的兩個通用數(shù)字I/O引腳可提供視覺反饋?兩個按鈕可實現(xiàn)用戶反饋和芯片復(fù)位?器件引腳可通過插座引出，既可以方便的用于調(diào)試，也可用來添加定制的擴展板?高質(zhì)量的20引腳DIP插座，可輕松簡便地插入目標(biāo)器件或?qū)⑵湟瞥?PT100傳感器實物圖

PT100是一個溫度傳感器,是一種穩(wěn)定性和線性都比較好的鉑絲熱電阻傳感器,可以工作在-200℃至650℃的范圍.電阻式溫度檢測器是一種物質(zhì)材料做成的電阻,它會隨溫度的上升而改變電阻值,大部分電阻式溫度檢測器是以金屬做成的,其中以白金(Pt)作成的電阻式溫度檢測器,最為穩(wěn)定－耐酸堿、不會變質(zhì)，最受工業(yè)界采用。8

12864液晶顯示器實物圖

12864液晶顯示器是一種具有4位/8位并行、2線或3線串行多種接口方式，其顯示分辨率為128×64,由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡潔得多，且該模塊的價格也略低于相同點陣的圖形液晶塊。9總體設(shè)計方案

顯示Pt100傳感器信號調(diào)理CPU

圖1系統(tǒng)框圖Pt100傳感器信號調(diào)理PT100的阻值隨著環(huán)境溫度的變化而成正比例線性變化，在恒流激勵的條件下，其兩端的電壓也成正比例線性變化。再通過信號調(diào)理電路對其輸出的電壓模擬量進(jìn)行放大和濾波。中央處理器對輸入的模擬量進(jìn)行采樣并通過軟件濾波，然后將結(jié)果送至顯示部分進(jìn)行顯示，顯示時間間隔可通過鍵盤設(shè)置。10系統(tǒng)組成原理圖11產(chǎn)生5.0V電路

輸入為直流電壓為6.5V-12V輸出為5.0V12產(chǎn)生3.3V電路

輸入為圖4的輸出5.0V輸出為3.3V其中D2為電源指示燈13信號調(diào)理電路14

本調(diào)理電路有兩部分組成：產(chǎn)生恒流源和放大信號。C5為濾波電容，用來穩(wěn)定輸入的工作電壓。D3為2.5V穩(wěn)壓管，U3為低功耗運放，其工作電壓為3.3V，其輸入端3.4兩端的電壓相等為0.8V。R4為千分之五的精密電阻，由于R4兩端的電壓為恒壓，故流出R4的電流為恒流。Q1為PNP三極管，其e極和c極的電流相等。這樣P5的輸入為一恒流，其中P5為Pt100，以三線制方式接入電路中.C9為Pt100兩端的濾波電容，有助于輸出的穩(wěn)定。第二個運放所組成的電路起信號放大作用，其放大倍數(shù)為3的負(fù)反饋。C6為濾波電容，對電路的穩(wěn)定性起到關(guān)鍵作用。15發(fā)光二極管電路此電路用于指示時間間隔的快慢16按鍵電路此電路用來設(shè)置時間間隔的快慢17顯示電路

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各管腳說明：VSS電源地VDD電源正（3.0V-5.5V）Vo對比度（亮度）調(diào)整CS模組片選端（高電平有效）SID串行數(shù)據(jù)輸入端CLK串行同步時鐘PSBL：串口方式A背光源電壓+5VK背光源負(fù)端0V19PCB板圖20

1）焊接元件前檢查PCB有無斷裂、扭曲或明顯刮傷，用萬用表測量PCB上VCC和GND之間的電阻值，在兆級以上方為正常。2）焊接時按照電源=>運放=>顯示的順序逐步焊接，每焊接完一個部分，檢查各部分電源和地是否短路、引腳有無虛焊或互相斷路。3）上電測試前再次用萬用表測量PCB上VCC端和GND之間的電阻值。4）對于二極管和帶極性的電容（如鉭電容）要特別留心正負(fù)極性。5）切忌在帶電狀態(tài)下用萬用表二極管檔測量。21程序流程圖

關(guān)閉看門狗 配置時鐘 配置IO口 配置TA模塊LCD初始化AD初始化處理器上電初始化完畢22AD中斷23主要子程序介紹#pragmavector=ADC10_VECTOR__interruptvoidADC10_ISR(void){ADC10CTL0&=~ENC; //DisableADCconversionADC10CTL0&=~ADC10SC;m++;//計數(shù)變量加一，記錄進(jìn)入AD中斷的次數(shù)

AD_Result+=ADC10MEM;//累加每次采樣值

if(m>=8)//判斷采樣的次數(shù)，若采樣次數(shù)等于8，作下面處理

{m=0;ave=AD_Result>>3;//對累加和求平均

AD_Result=0;

DegC=((long

int)ave*2300)/264-100;//將平均值進(jìn)行換算成待顯示的溫度值

}24在CCS下編寫完程序后，執(zhí)行編譯（Build）25編譯通過，執(zhí)行Debug26調(diào)試過程中，可在線查看變量和寄存器的值Debug窗口下，自左向右依次是去掉斷點、全速運行、暫停、停止、進(jìn)入、單步、匯編進(jìn)入、匯編單步、返回、同步時鐘、復(fù)位。在程序運行后，暫停時可以打開Watch和Regesiter窗口內(nèi)觀察寄存器和變量的變化。

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在中斷程序設(shè)置斷點，看能否進(jìn)入中斷。

28當(dāng)進(jìn)入中斷程序時，程序會在中斷點處停止

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查看變量AD-Result和ADC10MEM值

30總結(jié)與思考本設(shè)計完成了對Pt100溫度傳感器信號進(jìn)行檢測并顯示檢測結(jié)果，顯示間隔時間可設(shè)定這一課題，充分利用了MSP430的TA中斷，IO中斷，AD等資源。本作品能實時跟蹤當(dāng)前環(huán)境溫度，但靈