基于MSP430单片机温度测量系统设计毕业论文

基于MSP430单片机温度测量系统设计毕业论文

目 录

摘 要 ..................................... 错误！未定义书签。 Abstract .................................. 错误！未定义书签。 第1章 绪论 ............................................... 1

1.1 MSP430单片机概述 ..................................... 1 1.2 MSP430的特点 ......................................... 2 1.3课题研究的主要内容 ..................................... 4

1.3.1研究内容 ........................................ 4 1.3.2论文安排 ........................................ 4

第2章 系统总体方案设计 .................................. 5

2.1控制系统的原理图 ....................................... 5 2.2温度测量原理 ........................................... 5 2.3 MSP430F149单片机 ..................................... 6

2.3.1 MSP430F149的组成 ................................ 6 2.3.2 MSP430F149的特点 ................................ 7 2.3.3 MSP430F149的定时器及转换模块 .................... 7 2.4 单线数字温度传感器DS18B20 ............................. 8

2.4.1 DS18B20的技术性能： ............................. 9 2.4.2 DS18B20的应用范围 ............................... 9 2.4.3 DS18B20产品型号与规格 .......................... 10 2.4.4 温度传感器DS18B20特点： ....................... 10 2.4.5 DS18B20使用中注意事项 .......................... 10 2.4.6温度传感器DS18B20内部结构 ..................... 11 2.5数据采集系统 .......................................... 13

第3章 硬件部分 .......................................... 15

3.1 硬件电路图 ........................................... 15 3.2 电源及复位模块 ....................................... 16

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3.3 键盘输入模块 ......................................... 18 3.4报警模块 .............................................. 19

3.4.1 功率放大器LM386 ............................... 19 3.4.2 LM386内部原理 .................................. 21 3.5 显示模块 ............................................. 23

3.5.1 LCD1602 基本参数及引脚功能 ..................... 23

3.5.1.1 1602LCD主要技术参数 ...................... 24 3.5.1.2引脚功能说明 ............................... 24

第4章 软件部分 .......................................... 29

4.1 最小系统设计 ......................................... 29 4.2采集模块 .............................................. 31 4.3键盘输入模块 .......................................... 32 4.4显示模块 .............................................. 34 4.5报警模块 .............................................. 37

总结 ....................................................... 39 致谢 ....................................................... 40 参考文献 .................................................. 41 附 录 ..................................................... 42

II

第1章 绪论

本章简要介绍单片机技术在工业上的主要应用，MSP430单片机的概述及特点，以及课题研究的主要内容及论文安排。

1.1 MSP430单片机概述

MSP430系列单片机是美国德州仪器（TI）1996年开始推向市场的一种16位超低功耗的混合信号处理器（Mixed Signal Processor）。称之为混合信号处理器，主要是其针对实际应用需求，把许多模拟电路，数字电路和微处理器集成在一个芯片上。德州仪器1996年到2000年初，先后推出了31X、32X、33X等几个系列，这些系列具有LCD驱动模块，对提高系统的集成度较有利。

每一系列有ROM型（C）、OTP型（P）、和 EPROM型（E）等芯片。EPROM 型的价格昂贵，运行环境温度范围窄，主要用于样机开发。这也表明了这几个系列的开发模式，即：用户可以用 EPROM 型开发样机；用OTP型进行小批量生产；而ROM型适应大批量生产的产品。

2000年推出了11X/11X1系列。这个系列采用20脚封装，内存容量、片上功能和I/O引脚数比较少，但是价格比较低廉。这个时期的MSP430已经显露出了它的特低功耗等的一系列技术特点，但也有不尽如人意之处。它的许多重要特性如：片内串行通信接口、硬件乘法器、足够的I/O引脚等，只有33x系列才具备。33x系列价格较高，比较适合于较为复杂的应用系统。当用户设计需要更多考虑成本时，33x并不一定是最适合的。而片内高精度A/D转换器又只有32x系列才有。2000年7月推出了F13x/F14x系列，在2001年7月到2002年又相继推出F41x、F43x、F44x。这些全部是 Flash 型单片机。F41x系列单片机有48个I/O口，96段LCD驱动。F43x、F44x系列是在13x、14x的基础上，增加了液晶驱动器，将驱动LCD的段数由3xx系列的最多120段增加到160段。并且相应地调整了显示存储器在存储区内的地址,为以后的发展拓展了空

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间。

MSP430系列的部分产品具有Flash存储器，在系统设计、开发调试及实际应用上都表现出较明显的优点。TI公司推出具有Flash 型存储器及JTAG边界扫描技术的廉价开发工具MSP-FET430X110，将国际上先进的JTAG技术和Flash在线编程技术引入MSP430。这种以Flash 技术与FET开发工具组合的开发方式，具有方便、廉价、实用等优点，给用户提供了一个较为理想的样机开发方式。

2001年TI公司又公布了BOOTSTRAP LOADER技术，利用它可在烧断熔丝以后只要几根线就可更改并运行内部的程序。这为系统软件的升级提供了又一方便的手段。BOOTSTRAP具有很高的保密性，口令可达到32个字节的长度。

TI公司在2002年底和2003年期间又陆续推出了F15x和F16x系列的产品。在这一新的系列中，有了两个方面的发展。一是从存储器方面来说，将 RAM 容量大大增加，如F1611的RAM容量增加到了10KB。二是从外围模块来说，增加了I2C、DMA、DAC12 和SVS等模块[13]。

1.2 MSP430的特点[1]

1、处理能力强

MSP430系列单片机是一个16位的单片机，采用了精简指令集（RISC）结构，具有丰富的寻址方式（7种源操作数寻址，4种目的操作数寻址），简介的27条内核指令以及大量的模拟指令；大量的寄存器以及片内数据存储器都可以参加多种运算；还有高效的查表处理命令。这些特点保证了可以编制出高效的源程序 。 2、运算速度快

MSP430系列单片机能在25MHz晶体的驱动下，实现40ns的指令周期16位的数据宽度、40ns的指令周期以及多功能的硬件乘法器（能实现乘加运算）相配合,能实现数字信号处理的某些算法（如 FFT 等）。 3、超低功耗

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