基于MSP430G2553和ds18b20的测温系统.doc

嵌入式控制系统与应用
课程论文
题目: 基于MSP430G2553和ds18b20的测温系统
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摘要
为了在现实生活和工业生产及过程控制中准确测量温度,设计了一种基于低功耗MSP430单片机的数字温度计,整个系统通过单片机MSP430控制DS18B20读取温度,采用LCD1602显示,温度传感器DS18B20与单片机之间通过串口进行数据传输,且外围的整合性高,DS18B20只需一个端口即可实现数据通信,连接方便,通过多次实验证明,该系统的测试结果与实际环境温度一致,除了具有接口电路简单,测量精度高,误差小,可靠性高等特点外,其成本低,功耗低的特点使其拥有更广阔的应用前景。
关键字:DS18B20 MSP430G2553单片机液晶显示
目录
1 引言 1
2 测温系统硬件构成 1
硬件设计 1
3 软件设计 6
总体设计流程图 6
初始化模块 6
4 实验展示 7
实物整体展示 7
报警显示和蜂鸣器报警 8
5设计心得 11
6本设计的不足和反思 12
参考文献 13
附录 14
附一:元器件及仪器明细表 14
附二:实验设计程序 14
1 引言
温度的测量和控制在储粮仓库、智能楼宇空调控制及其它的工农业生产和科学研究中应用广泛。温度检测的传统方法是使用诸如热电偶、热电阻、半导体PN结(如AD590)之类的模拟传感器,经信号取样电路、放大电路和模数转换电路处理,获取表示温度值的数字信号,再交由微处理器或DSP处理。被测温度信号从敏感元件接收的非电模拟量开始,到转换为微处理器可处理的数字信号之间,设计者须考虑的线路环节较多,相应测温装置中元器件数量难以下降,随之影响产品的可靠性及体积微小化。。本文设计一种基于数字温度传感器DSl8820的小型测温系统,主控芯片采用TI公司的MSP430单片机,数字温度传感器通过单总线与单片机连接,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,可应用于仓库测温、楼宇空调控制和生产过程监控等领域。
2 测温系统硬件构成
硬件设计
系统硬件设计总方案
系统硬件设计总方案如图1所示:电源模块
MSP430
G2553
DS18B20
LCD1602液晶显示模块
温度
图1 硬件设计方框图
电源系统由miniUSB输出5V以及芯片LE33组成,实现对MSP430G2553核心处理芯片、LCD1602液晶显示等硬件模块提供所需电源;显示部分由LCD1602液晶对温度进行实时显示;软件设计部分包括模拟串口对DS18B20数据进行读取以及LCD1602液晶的驱动和显示。
MSP430G2553引脚功能说明
本次设计需要用到MSP430单片机的1脚电源、16脚复位端、20脚接地端、,,P1为LCD并行数据输出端,如表1所示。图2所示为MSP430G2553单片机的最小系统图。
表1 MSP430G2553引脚及功能说明
引脚序号
引脚名称
功能说明
1
VCC
电源正
2

频率信号输入端
5

LCD片选信号端
6

LCD并行数据输出端
13

蜂鸣器报警
16
RST
复位脚
20
GND
电源地
图2 MSP430G2553最小系统
LCD1602引脚功能说明
LCD12864液晶显示屏用到电源接口线,脚背光电源接口线,脚并行接口选择。LCD1602引脚功能如表2所示。
表2 LCD1602引脚功能说明
引脚序号
引脚名称
功能说明
1
VSS
模块的电源地
2
VDD
模块的电源正端
4
RS(CS)
并行指令/数据选择信号、串行片选信号
5
R/W(SID)
并行读写选择信号、串行的数据口
6
E(CLK)
并行使能信号、串行的同步时钟
15
LED_A
背光源正极
16
LED_K
背光源负极(0V)
DS18B20说明
DSl8820是美国DALLAS公司推出的单总线数字测温芯片。它具有独特的单线接口方式,将非电模拟量温度值转换为数字信号输出仅需占用1位/A)端口,能够直接读取被测物体的温度值,提高了抗干扰能力和测量精度。它体积小,电压适用范围宽(),可以采用外部供电方式(如图1所示),。用户还可以通过编程实现9一12位的温度读数,即具有可调的温