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于基msp430单片机和ds18b20使用数码管显示的温度测量--本科毕业设计.doc
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于基msp430单片机和ds18b20使用数码管显示的温度测量--本科毕业设计.doc
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基于 msp430 单片机和 DS18B20 使用数码管显示的温度测量
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毕业设计论文
基于 msp430 单片机和 DS18B20 使数码管显示的温度测量
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 MSP430F149 控制 DS18B20 读取温度,采用数码管显示,温
度传感器 DS18B20 与单片机之间通过串口进行数据传输,MSP430
系列单片机具有超低功耗,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:温度测量 MSP430 单片机 温度传感器 DS18B20 超低
功耗
Abstract: in order to accurately measure the temperature in real life
and industrial production and process control, a digital thermometer
was designed with low power consumption based on MSP430
single chip microcomputer, the control system of DS18B20 read the
temperature through the single-chip MSP430F149, the use of
digital tube display, temperature sensor DS18B20 and single chip
microcomputer for data transmission through the serial port,
MSP430 Series MCU with low power consumption the periphery,
基于 msp430 单片机和 DS18B20 使用数码管显示的温度测量
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and high integration, DS18B20 only needs one port to realize the
data communication, the connection is convenient, through many
experiments, the test results of the system and the actual
environment temperature is the same, except with the interface
circuit is simple, high precision, small error, high reliability, low cost,
low power consumption it has a wider application prospect.图表 1
Keywords: temperature measurement MSP430 temperature
sensor DS18B20 ultra low2 power consumption
目录
一.温度测量器的总体设计 ....................................................................2
二.温度测量器的硬件选择 ....................................................................3
1 主控器件:MSP430F149................................................................3
2 温度信息采集单元:DS18B20 ......................................................4
2.1 DS18B20 .............................................................................4
2.2 DS18B20 管脚排列 ..............................................................4
3.显示单元:数码管及其驱动 ...........................................................5
3.1 数码管 .....................................................................................5
3.2 驱动芯片:74HC573 .............................................................6
三. 系统软件程序 .....................................................................................7
1、系统的程序流图 ............................................................................7
2.处理 DS18B20 的子程序 .................................................................8
基于 msp430 单片机和 DS18B20 使用数码管显示的温度测量
3
2、1 初始化时序 ........................................................................9
2、2 写时序 ............................................................................10
2、3 读时序 ..............................................................................11
3、温度计算子程序 ..........................................................................13
4、处理数码管显示的子程序 ..........................................................15
四、系统调试 ..........................................................................................15
1、硬件检测和调试 ..........................................................................15
2、软件程序调试 ..............................................................................17
3、整体调试 ......................................................................................17
五、结论分析 ..........................................................................................17
参考文献: ..............................................................................................17
附录一: ..................................................................................................18
附录二: ..................................................................................................18
附录三: ..................................................................................................18
一.温度测量器的总体设计
生活中最常见的应该是利用物体的热胀冷缩测温度,比如家里用
的温度计、体温计等等,这种很好做但是精密程度不够,反正生活中
用的也不需要那么精密。这里提出使用电子器件测温度,利用温度传
感器,就是利用某些材料电阻随温度的变化,通过电学上面测电阻用
公式换算到温度等于多少度。传感器用处应该很多,不光是测温度,
侧压力、光照强度等都可以用类似的方法,就是把想要测的量全转化
基于 msp430 单片机和 DS18B20 使用数码管显示的温度测量
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成测电学量,然后公式换算出温度。我们提出用单片机 MSP430 为温
度测量的主控制器,温度传感器 DS18B20 通过单总线与单片机连接,
数码管显示及其驱动原件位显示单元,系统的基本组成如图 1 所示。
图 1 系统的基本组成
二.温度测量器的硬件选择
1 主控器件:MSP430F149
MSP430F149 是一种新型的混合信号处理器,采用了美国德州仪器
(Texas Instruments)公司最新低功耗技术(工作电流为 0.1 一 400 p
A ),它将大量的外围模块整合到片内,特别适合于开发和设计单片
系统。MSP430149 单片机主要具有如下特点:
① 低 电 压、超低功耗。工作电压 3.3V ,等待方式下工作电流为
1.3 w A,在 RAM 保持关闭工作方式下工作电流仅为 0 A 。
② 具 有 12 位的模数转换器(ADC12) ,可以得到很高的精度,并且
温度信号
温 度 传 感 器
DS18B20
数据交换
单片机
电源
数码管
供
电
供电
数据
显示
基于 msp430 单片机和 DS18B20 使用数码管显示的温度测量
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省去了使用专门的模数转换器给设计电路板带来的麻烦。
③ 拥 有 大容量的存储空间。存储器方面包括多达 60 k Flash ROM
和 2 k RAM,如此数量的存储空间完全可以满足程序及数据的需要。
④ 两 通 道串行通信接口。可用于与计算机进行异步或同步串行通
信。
⑤ 硬 件 乘法器。该乘法器独立于 CPU 进行乘法运算的操作,在提
高乘法运算速度的同时也提升了 CPU 的利用效率。
⑥ 串 行 在系统编程。通过仿真器对程序进行下载,并通过专用软
件对程序及单片机的工作状态进行监控,极大地方便了程序的调试。
2 温度信息采集单元:DS18B20
2.1 DS18B20 单线数字温度传感器,即“一线器件”,其具有独特
的优点:
① 采用单总线的接口方式 与微处理器连接时 仅需要一条口线即可
实现微处理器与 DS18B20 的双向通讯。 单总线具有经济性好,
抗干扰能力强,适合于恶劣环境的现场温度测量,使用方便等优点,
使用户可轻松地组建传感器网络,为测量系统的构建引入全新概念。
② 测量温度范围宽,测量精度高 DS18B20 的测量范围为 -55 ℃ ~+
125 ℃ ; 在 -10~+ 85°C 范围内,精度为 ± 0.5°C 。
③ 在使用中不需要任何外围元件且有负压特性 电源极性接反时,温
度计不会因发热而烧毁,但不能正常工作。
④ 持多点组网功能 多个 DS18B20 可以并联在惟一的单线上,实
现多点测温。
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