基于 MSP 430 F 149 的温湿度检测系统毕业设计（论文）.docVIP

基于 MSP 430 F 149 的温/湿度检测系统 摘 要：介绍了基于MSP 430 单片机的温湿度检测系统的设计方案. 系统以MSP 430 F 149 单片机为核心，采用集 成温湿度传感器 AD 590 和 HM 1500，给出温湿度检测系统的软硬件设计. 该系统具有结构新颖、 电路简单和控制 方便等优点，并可根据需要设置温度的上、 下限，系统具有超过设置上、 下限温度自动报警等功能. 实验证明该系统 成本低、 可靠性高，有着很高的实用价值. 关键词：温湿度检测；MSP 430；AD 590；HM 1500 中图分类号：TP 212 文献标识码：A 随着社会经济的发展和科学技术的不断进步，许多情况下都需要对环境的温湿度进行限定，因此，为了 随时可以检测温湿度以进行监测[1-2] ． 为此，本文利用集成温湿度传感器 AD 590 和 HM 1500 的测量快速、 使 用简便等特点，同时结合 MSP 430 单片机强大的功能，设计了一个监控系统来对温湿度进行实时监控以进 行超限报警． 本系统测量准确、 调试方便、 可实时记录报警信息、 方便工作人员排故，并且也可广泛应用于 条件恶劣、 人员不便进入的场合． 1 温、 湿度检测系统的总体方案 系统的总体设计方案如图 1 所示． 方案采用分别设计温度和湿度采样电路的方法，将集成温度传感器 AD 590 采集得到的电流信号和湿度传感器 HM 1500 采集到的电压信号转换为给定范围内的电压信号． 然 后由单片机 MSP 430 F l49 的 A/D 采样端口将该电压信号读入，如果温度值大（小）于门限值或者湿度大（小） 于门限值就给出报警信号，同时点亮红或绿灯以区分温度或湿度超限． 并且上下门限值可以通过按键进行 相应的设定． 同时，系统还可以把所测的温、 湿度值实时显示出来． 2 器件选择 2．1 MSP 430 F l49 单片机 MSP 430系列单片机是TI公司推出的功能强大的超低功耗l6位混合信号处理器． 该系列单片机以其极 低的功耗、 强大的处理能力、 丰富的片上外围模块、 方便高效的开发方式等特点，被广泛应用于便携式仪表、 智 能传感器、 实用检测仪器、 电机控制等领域． 为最大限度地利用单 片机端口和片内外设并降低设计成本，本设计选用MSP 430 F 149， 该单片机有 6 个 I/O 端口，同时内置 l2 位 AD 采样器，可完全满足 温湿度采样的精度要求[3-4] ． 2．2 AD 590 温度传感器 AD 590 是美国 AD 公司生产的二端式集成温度-电流传感 器，该器件体积小、 重量轻、 性能稳定． 测温范围为-50～＋150 ℃； 线性电流输出为 1 A；线性度好，测量精度为±0．3 ℃；电源电压范 围为 4～30 V． 当电源电压在 5～10 V 之间，电压稳定度为 1 ％时， 其误差只有±0．1 ℃[5] ． 图 1 系统硬件结构图 Fig．1 Hardware structure of system AD590 HM1500
 MSP430F149 LCD   键盘 报警 LCD MSP 430 F 149 信号调理 AD 590 HM 1500第 28卷 第 8期 河 南 科 学 河 南 科 学 2．3 HM 1500 湿度传感器 线性电压输出式集成湿度传感器 HM 1500 采用获得专利的湿敏电容 HS 1101 设计制造． 其湿度测量 范围为5 ％～99％ （相对湿度）；相对湿度精度为3％；工作温度为-30～＋60 ℃；工作湿度范围为 0～100 ％ （相对湿 度）；供电电压为5 V （最大电压DC16V）；可输出DC 电压为 1～4 V；响应时间为5 s，适用于工业级场合[6] ． 3 信号调理电路设计 3．1 温度测量电路设计 考虑到 AD 590 温度传感器的输出电流源特性． 设计的温度信号测量电路如图 2 所示． 该电路的温度 测量范围为-10～＋50 ℃． AD 590 采用 15 V 电压供电；电阻R1 用于调整零点；电阻 R3 为精密电阻，用来调整 增益． 运放的同向端输入 2．50 V 精密参考电压，该电压由 TL 431 提供． IN 端输入 AD 590 的电流． OUT 端输出为相应转换所得到的电压． 根据AD 590的特性，在-10℃时，流过电流为262．2 μA． 设计使这部分电 流全部流过R1， R2，而其后增加的电流均流过R3， OUT 端的输出电压为 Vout =2.5-R3 （I-262.2） =2.5-39 （I- 2.5 R1 +R2 ）． （1） 当温度在-10～＋50 ℃之间变化时，该电压就在2．5～0 V 之间反向线性变化，调节R2 的阻值大小可以消除 不同传感器的零点误差[