基于MSP430的智能温度检测系统设计

给用户作为传感器的标识号。

　　2. 6 串口通信接口电路设计

　　将MSP430F149单片机采集的温度数据传输到上位机， 利用MSP430 单片机的通讯接口连接到RS232串行口接收或发送数据和指令， 但是单片机的TTL电平和RS232不兼容， 因此使用MAX232进行电平转换， 其接口电路图如图3所示。

图3 MSP430F149与PC机的串行接口电路

　　MSP430 有两组通讯接口， UTXD0、URXD0 和UTXD1、URXD1, 这里用的是第一组。MSP430F149单片机3. 3V 的信号由UTXD0出来输入到MAX232的T1 IN 脚， 转换成±15V的信号由T1OUT 送到通讯标准接头的2脚（ RXD） , ±15V 的信号由通讯标准接头的3脚（ TXD ）出来输入到MAX232 的R1 IN脚， 转换成±15V 的信号由R10UT 送到单片机的URXDO。

　　3 温度检测系统软件设计

　　MSP430系列是一种具有集成度高、功能丰富、功耗低等技术特点的16位单片机， 它采用c语言完成程序设计， 大大提高了开发调试的工作效率； 同时用c语言所产生的文档资料也容易理解， 便于移植。

　　3. 1 下位机编程

　　系统程序设计包括主程序， 复位子程序， 报警和分辨率设置子程序， 温度转换子程序， 读温度子程序， 计算温度和显示温度子程序等等。MSP430F149对DS18B20的访问流程是： 先对DS18B20初始化，再进行ROM 操作命令， 最后才能对存储器RAM 操作。程序流程图如图4 所示。下面就简要介绍MSP430系列单片机C 语言的几个主要子程序。

图4 程序流程图

3. 1. 1 复位子程序

　　该程序的主要功能是负责DS18B20的复位， 以方便进行以后的操作。复位要求主CPU 将数据线下拉500微秒， 然后释放， DS18B20收到信号后等待16~ 60微秒左右， 后发出60 ~ 240微秒的存在低脉冲， 主CPU 收到此信号表示复位成功。

　　bit ResetDS18B20（ ）

　　{ unsigned char ;i

　　bit flag;

　　DS18B20= 0:

　　for（ i= 0; i 200; i+ + ） ; / /保持低电平500微秒

　　DS18B20= 1:

　　for（ i= O; i 30; i+ + ） ; / /等60微秒

　　flag= DS18B20; / /取DS18B20状态

　　for（ i= 0; i 100; i+ + ） ; / /等300微秒

　　return flag; / / flag= 0复位成功， flag= 1, 复位不成功

　　}

　　3. 1. 2 写一个字节子程序：

　　CPU 将数据线从高电平拉至低电平， 产生写起始信号； 15 微秒之内， 将所写的位送到数据线上；DS18B20在之后15~ 60微秒接收位信息； 写下一个位之前要有1秒以上的高电平恢复； 将以上过程重复8次， 即完成一个字节的写操作。

　　vo idWRDS18B20（ unsigned char data0）

　　{ unsigned char ,i ;j

　　for（ j= 0; j 8; j+ + ）

　　{

　　DS18B20= 0; / /高电平拉到低电平， 产生写起始信号

　　for（ i= 0; i 1; i+ + ） ;

　　DS18B20 = da ta0 0x01; / /15微秒内写一位

　　for（ i= 0; i 20; i+ + ） ; / /等60微秒， DS18B20完成采样

　　DS18B20= 1; / /高电平恢复

　　data0= data0> > 1; / /右移， 为下一位准备}

　　}

　　3. 1. 3 读一个字节子程序

　　CPU 将数据线从高电平拉到低电平1微秒以上， 再拉到高电平， 产生读起始信号； 15微秒之内，CPU 读一位； 读周期为60微秒， 读下一个位之前要有1微秒以上的高电平恢复； 将以上过程重复8次，即完成一个字节的读操作。

　　unsigned charRDDS18B20（ ）

　　{ unsigned char ,i ,j data0= 0;

　　bit temp;

　　for（ j= 0; j 8; j+ + ）

　　{ DS18B20= 0; / /高电平拉到低电平1微秒以上

　　for（ i= 0; i ;l i+ + ） ;

　　DS18B20= 1; / /再拉到高电平， 产生读起始信号

　　for（ i= 0; i 1; i+ + ）；

　　temp= DS18B20; / /15微秒之内读一位

　　for（ i= 0; i 20; i+ + ）； / /等60微秒

　　data0= dataO > > 1; / /为下一位准备

　　if（ temp= = 1） data0= dataO |0x80;

　　else data0= data0 0x7;f

　　DS18B20= 1; / /高电平恢复

　　for（ i= O; i 1; i+ + ）； }

　　return data0; }

　　3. 2 上位机软件编程

　　系统采用MSCOMM 控件实现VC ++ 与单片机之间的数据交换， 具有程序实现简便、程序模块化、工作可靠等优点， 并能满足多数情况下的工控要求。

　　使用MSCOMM控件主要是通过事件来处理串行口的交互。控件的MSCOMM 事件负责捕获或处理这些通讯事件和通讯错误。

　　4 结束语

　　测温系统采用了集成度高、功耗低的MSP430F149 为核心微处理器， 通过传感器DS18B20实现对温度测量， 并进行存储和显示。实验表明： 当外界温度试验的范围设定在0℃ ~ 50℃ ,可确保测量误差不超过±0. 5℃ , 在试验板上显示温度精确到0. 0625℃, AD转换的时间是750ms, 传输的距离是40m。另外， 在该系统的基础上也可以扩展其他信号， 如湿度， 压力等。

参考文献:

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[2].DS18B20datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/DS18B20_8175.html.
[3].CAT24WC64datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/.html.
[4].ISD1420datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/ISD1420_409804.html.
[5].ROMdatasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/ROM_1188413.html.
[6].MSP430datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/MSP430_490166.html.
[7].S6A0069 datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/S6A0069+_1.html.
[8].RS232datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/RS232_585128.html.
[9].TTLdatasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/TTL_1174409.html.
[10].MAX232datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/MAX232_7.html.