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一款基于MSP430的超低功耗电子温度计设计

时间:07-30 来源:互联网 点击:

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(1)由于微处理器内部的基本模块都有各自的电源开关,只有在使用时才打开。因此,进行温度采样时,可通过软件启动定时器Timer_a,开始捕获;采样结束时,再通过软件关闭定时器,禁止捕获;

(2)由于温度属时慢变参数,因此,温度的采集应采用定时中断方式。即在CPU初始化后立即进入低功耗模式,等待中断。定时器中断将再次唤醒CPU进行温度采集和数据处理,并将此时的温度值存人FLASH Ram中,处理完毕后,CPU再次进入低功耗模式;

(3)对CPU状态进行智能化管理。MSP430单片机具有LMPO~LMP4等5种低功耗模式(LMP的序号越高,该模式下的功耗越低)。不采集 温度时,可使CPU处于低功耗模式LMP3(V为3 V,f为32768 Hz),该模式下的工作电流小于2μA。从低功耗模式到工作模式的转换时间小于6μs。

(4)为了降低电流消耗,可在温度检测电路里用3根I/O口线。并使其平时均处于高阻态,而在数据采集过程中,再通过CPU将相应的口线切换到输出状态。

4.2软件程序

本系统软件由主程序、定时中断服务程序和一系列子程序组成。主程序用于完成单片机的初始化以及等待中断。定时中断服务程序包括测量用的定时充电程 序、数据处理子程序以及放电时间测量程序等。其放电时间测量程序流程图如图3所示。被测电阻的测量精度取决于放电时间的测量周期数,例如,当所需分辨率为 10位时,可设置计数器的最大值为1024个测量周期。

MSP430的工作模式可通过模块的智能化运行管理软件和CPU的优化状态组合来支持超低功耗的各种要求。主要是使系统中的单片机工作时处于激活模式,工作间隙则将其设定为低功耗模式,以降低系统功耗。

5 系统测试

5.1测试方法

根据环境要求,对本系统的测试可反复在不同温度环境中进行,同时根据数据误差调整软件和硬件来进行校准。温度可采用按度对照校准的方法来测量。

5.2误差分析

本测试所使用的仪器包括计算机、EZ430编程器、示波器、精密数字电流表、数字万用表、温度计和秒表等。

在超低功耗的实现上,可采用极低功耗的组件,并控制漏电流的产生。使微处理器工作在较低频率和使用待机模式,并可优化软件运行,以使整机功耗完全达到最低。

6 结束语

本电路的优点是分辨率高、功耗低。整个电路的特点是外围组件和可调组件少,工作稳定可靠。该系统设计思想对超低功耗、微型便携式的智能化检测仪表的研究和开发具有一定的参考价值。

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