摘要本次课题以 MSP430F149单片机系统为核心，运用 Ptl00 热电阻温度传感器，1602 液晶显示屏等，设计了一个温度测量系统，可实现对单点的温度的实时测量。论文介绍了温度测量系统的结构方案，完成了主要器件的选型，设计了主要硬件模块电路，包括：信号采集放大模块、AD 转换模块、键盘模块、显示输出模块和串口通信模块。此外，单片机可通过串口通信的方式将测得的温度数据发送给上位机进行监控和实时显示。试验结果表明，该温度测量系统设计方案合理，运行可靠。32329
毕业论文关键字 MSP430F149 单片机 Pt100 串口通信 温度测量
Title The design of Temperature Detection Systembased on MSP430
Abstract This article designed a temperature measurement system which based on MSP430F149monolithic integrated circuit ,resistive thermal detector of Pt100,LCD displayof 1602 and so on, can measure a single point of the temperature in real time.This paper introduces the structure of Temperature Detection System,complete theselection of major components and design the main hardware module circuit whichincludes amplification circuit, AD converter module, the keyboard module, LCDdisplay module and the serial communication module. Besides, Single ChipMicrocomputer can sent the measured temperature data to the host computer formonitoring and displaying in real time by the serial communication.The results of experiments show this design of temperature measurement isreasonable and reliable.
Keywords Single Chip Microcomputer of MSP430F149 Pt100 serial communicationtemperature measurement
目次
1绪论1
1.1概述1
1.2温度传感器的发展概况1
1.3温度测量的应用背景2
1.4论文章节安排2
2温度测量系统方案设计4
2.1总体方案设计4
2.2器件的选型5
3系统硬件模块设计9
3.1放大电路9
3.2键盘模块11
3.3A/D转换模块12
3.4显示模块13
4系统软件设计14
4.1系统初始化过程14
4.2ADC转换模块程序14
4.3数值转换处理程序15
4.4显示程序16
4.5按键模块程序18
4.6串口通信程序19
4.7软件编程与调试环境22
5遇到的问题及解决方法23
结论24
致谢25
参考文献26
附录27
1 绪论
1.1 概述温度，物体冷热的标志。温度与每一个人都密切相关，日常生活中我们可以感受到外界温度的变化，根据天气预报选择自己的穿着。生命中发生的每一个变化，大到宇宙大爆炸，小到分子的变化都离不开温度。在生产过程中，安全生产、高质量生产、高效率生产、低能耗生产、绿色生产等等都离不开精确的温度测量与控制。温度是工艺生产中的重要参数之一，温度的变化会对工艺生产造成巨大的影响甚至在某些行业温度直接决定了能否正确的进行生产，如在化工生产中温度的不同就会导致产物的不同，在这些行业必须对温度进行精确地测量和控制[1]。因此，温度的精确测量与实时控制受到了越来越多的行业的重视。
1.2 温度传感器的发展概况工业及其它行业对温度传感器的需求与精度等方面要求的提高大大促进了温度传感器的发展。温度传感器的发展大体上经历了以下三个阶段。① 热电式温度传感器： 热电式温度传感器指的是那些能够将温度直接或间接转换为电信号如电压电流信号进行测量的温度传感器。热电式传感器的类型有很多种，工业生产应用最广泛的是热电偶传感器和热电阻传感器，热电偶传感器是通过将温度的变换转换为电势的变换从而进行测量，热电阻传感器则是将温度的变化转换为电阻值的变化进行测量，可通过测得的电压值或电阻值与温度之间的对应关系转换为温度值。这两种温度传感器测温范围比较广，性能在不同环境下也十分的稳定，在工艺生产过程中得到了十分广泛的应用。② 模拟集成温度传感器。模拟集成温度传感器外围电路简单，测量方便，在现阶段应用十分广泛。其主要由信号测量元件、温度控制开关、温度控制器等组成。一些功能更为强大的模拟集成温度传感器中还包含了模数转换器和信号处理程序，能对输入的模拟信号进行转换处理。功能与一些智能温度传感器有些相同之处，但两者有本质上的不同，模拟温度传感器自身独立为一个系统，工作时不受主控芯片的影响，而智能温度传感器缺乏主控芯片就无法对温度进行测量与控制。③ 智能温度传感器。智能传感器的出现是在上个世纪 90 年代，所谓智能，理论上说应具备智能化功能，能适应不同的环境并能随环境的变化对自身做出改变，具备感知，学习等功能，能通过自身的改变来丰富提升自身的功能。现在所说的智能化传感器大体上指的是将单片处理器与传感器结合在一起，或是将两者集成在一起的微型传感器[2]。现阶段智能传感器的发展方向主要是朝着集成化即信号将处理器，传感器和主芯片集成在一起，通过软件处理来实现测量，控制与传输等。或者是研究发现新的测量原理，能够更直接更完整的对被测对象进行测控，或者是研究新型的人工智能材料，发展新型的智能化处理器。在进入21 世纪之后，随着工艺生产水平的提升和各行各业的不断发展，对温度传感器的精度，实时性，稳定性和方便性等方面提出了越来越高的要求，在此背景下出现的单片测温系统必将随之迅猛的发展，成为温度测控系统研究的主流方向。 基于MSP430单片机的温度测量系统设计:http://www.751com.cn/zidonghua/lunwen_28846.html