MSPF单片机温度变送器设计.docVIP

基于MSP430F149单片机的温度变送器设计 摘要：温度变送器是一种将温度变量转换为可传送的标准化输出信号的仪表，主要用于工业过程中温度参数的测量和控制。本文研究的是一种由传感器和信号转换器（信号处理和转换单元）两个重要模块组成的温度变送器。文章简要介绍了MSP430F149单片机的结构、特性和功能,通过对温度传感器、单片机引脚分配、外围电路设计、信号转换及放大调理等部分的阐述，完成了基于该单片机控制系统的、实现温度变送功能的硬件组成设计。 关键词：MSP430F149单片机；放大电路；AD/DA；4-20mA Design of the Temperature-transmitter Based on MCU MSP430F149 Abstract: Temperature-transmitter is a kind of instrument converting temperature variable to standardized output signal which can be transmitted, it’s mainly used for the measurement and control of the temperature parameters in industrial process. In this paper, we study a temperature transmitter which is composed of two important modules, sensor and signal converter (signal processing and conversion unit). The article briefly describes the structure, features and functions of the MSP430F149 microcontroller, via the elaborate of the temperature sensor, the microcontroller’s pin assignments, the design of peripheral circuit, the signal’s convert, amplification and conditioning and other parts, We have completed the design of the hardware structure based on the microcontroller’s control system, to achieve the function of temperature transmitter. Key words: MCU MSP430F149; amplifying circuit; AD/DA; 4-20mA 1 前言 在工业生产中，温度测量具有极其重要的作用，因此出现了各种温度测量方法和设备，其中常见的测量设备是热电阻和热电偶温度传感器。同时，为了便于信号的传送，通常在温度传感器中安装一个温度变送器。 温度变送器工作原理叙述如下：通电后温度传感器将温度信号变化为电信号送到放大电路中，信号经放大后然后通过A/D变换送入单片机中经过简单的处理后再能过D/A转换以标准的电流0-10mA或4-20mA的模拟信号输出，或者是通过一定的通信方式与上位进行通信。 本文以MSP430F149单片机为核心，完成了4-20mA标准信号输出的温度变送器设计。 2 总体设计 2.1 MSP430F149单片机 2.1.1 单片机简介 MSP430是德州公司开发的一类具有16位总线的带FLASH 的单片机。它采用16位的总线，外设和内存统一编址，寻址范围可达64K，还可以外扩展存储器。可在线对单片机进行调试和下载，且JTAG口直接和FET相连，不须另外的仿真工具，方便实用。由于其16位的体系结构，16位的CPU集成寄存器和常数发生器，可使MSP430实现了最大化的代码效率。数字控制振荡器使所有低功率模式唤醒到运行模式小于6us的唤醒时间。MSP430系列可以在超低功耗模式下工作,对环境和人体的辐射小,测量结果为100mw左右的功耗(电流为14mA左右),可靠性能好,加强电干扰运行不受影响，适应工业级的运行环境。 MSP430x14x系列具有统一的中断管理，是有两个内置16位定时器，一个快速12位A/D转换器，一或两个通用串行同步/异步通信接口(USART)和48个I/O引脚构造的微控制器。 典型应用包括传感系统，捕获模拟信号转换成数字值，处理并发送数据到主系统。定时器令MCU配置适合于数字电机控制，EE仪表，手持仪表等的