基于MSP430的温度控制报警系统.docVIP

基于MSP430F5438的温度 检测报警系统 2013.05.08 目 录 一．功能介绍...............................................3 二．系统结构...............................................4 三．系统设计...............................................5 四．程序流程图............................................10 五．设计总结..............................................12 六．程序代码..............................................13 功能介绍 随着设备的电气化和自动化程度不断提高，对设备和环境进行实时监控显得尤为重要。传统的测温器件热敏电阻测出的一般是电压，需要再转化为相应的温度，这就要有其它的外部硬件的支持。因此硬件电路比较复杂，设计成本也比较高。系统结构简单，抗干扰能力强，适合于恶劣环境下进行现场温度测量，也可应用于仓库测温、高层空调控制和农业生产过程控等领域。 本次的智能仪表设计是基于MSP430F5438的温度检测报警系统，采用的是一种改进型智能温度传感器DS18B20，生活中所用到的电器，家具设备，包括工业产品等对温度的要求日益增高，灵敏的温度控制报警系统已成为日常生活中必不可少的产品。例如冰箱的温控系统，锅炉等等，无不都用到了这一功能部件。对于此，我们设计了基于MSP430F5438单片机的温度检测报警系统，来模拟实现现实中的温度控制系统。该系统能够实现温度的测量，数据的显示与键盘输入，温度上下限的设置及报警功能，使用灵活，方便，能够满足基本的生产生活需求。 二．系统结构 该系统主要由5大模块组成，其中包括DS18B20温度传感器模块，MSP430F5438单片机控制模块，LED显示模块，4X4矩阵键盘输入模块，报警模块。由温度传感器负责数据采集，经微处理器转换后由LED显示模块输出，同时由键盘模块负责输入温度报警的上下限。当到达设定的温度限定值时就报警。 组成框图如下所示： MSP430F5438单片机管脚图： 三．系统设计 1.稳压电源设计： 整个系统采用3.3V供电，使用LT1117芯片形成稳压电源。 电路原理图如下： 2.LED显示模块设计： LED显示器是由8只发光二极管构成的8段数码显示显示器。采用共阳极数码管，接低电平时点亮相应LED灯。温度显示时显示2位整数，四位小数。其位选端分别与MSP430F5438的P6.2——P6.7相连，显示端分别与单片机的P4.0——P4.7相连。温度传感器返回的是11位的二进制数值，需要逐位进行转换。一共11位数据，7位作为整数部分，4位作为小数部分，每次取出一位，若为第一位，若为1，则其值为0.0625，因此设置相应的数码管显示，再取出第二位，若为1，则其十进制0.125，累加上去，一次类推，最后完成整个温度的数码转换。同时在显示温度时采用的是动显温度，是通过看门狗定时器来实现的，设置看门狗定时器为1.9ms中断，当时间到达时自动进入中断实现移位显示。 硬件原理图如下： 3.键盘输入模块设计： 4x4矩阵键盘由行线和列线组成，P1.0—P1.3为行线，P5.4—P5.7为列线。键盘的行线作为键盘的控制输出端，键盘的列线作为键盘的输入端。同时考虑到P1端口具有中断功能，因此键盘的处理程序可以由中断产生。键盘的列线通过上拉电路将两个管脚拉高，这样在没有按键按下的情况下，该两个管脚的电平为高电平，如果有按键按下时，相应的列线管脚为低电平，这时通过设置P1口为中断方式，低电平就出发中断而进入中断服务子程序，从而获得输入的数据。 键盘的功能为输入数值，其功能面板如下： 0—9为10个数字键； UPSET为上限温度设定选择键，完成上限温度位选功能； DSET为下限温度设定选择键，完成上限温度位选功能； UPS为上限温度设定完成确定键； DWS为下限温度输入完成确定键。 电路原理图如下： 4.温度采集模块设计： 温度采集模块采用的是DS18B20温度传感器，端口要与单片机的P3.0口相接，用数据总线供电，电压范围为3.0 V至5.5 V 测量温度范围为-55至+125 精度为±0.5 硬件原理图如下： DS18B20的初始化 1.先将数据线置高电平“1”。 2延时（该时间要求的不是很严格，但是尽可能的短一点） 3数据线拉到低电平“0”。