MSP430G2系列Launchpad开发板应用实例作品
基于MSP430G2231实现的温度测试仪
程江
美国德州仪器半导体技术上海（有限）公司 西安电子科技大学MSP430单片机联合实验室
2011年12月
目录
第一章 概述 ................................................................................................................................... 3
第一节 系统介绍 ................................................................................................................... 3 第二节 总体设计方案 ......................................................................................................... 3 第二章 硬件系统设计 ................................................................................................................... 4
第一节 MSP430G2系列Launchpad开发板组成及硬件资源 .............................................. 4 第二节 对传感器选型及性能指标参数进行介绍 ............................................................... 5 第三节 单元电路 ................................................................................................................... 6 1.电源电路 ......................................................................................................................... 6 2.信号调理电路 ................................................................................................................. 7 3.发光二极管电路用于指示时间间隔的快慢。如图3.4所示。 ................................. 8 4.按键电路。如图3.5所示。 ......................................................................................... 8 5.显示电路。如图3.5所示。 ......................................................................................... 9 第四节 系统组成原理图 ....................................................................................................... 10 第五节 元器件清单 ............................................................................................................... 11 第六节 PCB设计和实物图 .................................................................................................... 13 第七节 硬件装配说明 ........................................................................................................... 15 第三章 软件系统设计 ................................................................................................................. 16 第一节 程序总体流程图 ............................................................................................................. 16
第二节 子程序API介绍 ..................................................................................................... 18 第三节 程序调试 ............................................................................................................. 20 第四章 总结与思考 ................................................................................................................... 23 附件： ............................................................................................................................................ 24
第一章 概述
第一节 系统介绍
本设计以MSP430G2231为核心，本作品选用MSP430G2231单片机，该单片机超低功耗，具有5种节电模式，1us内便可从待机模式唤醒，并具有一个强大的16位RISC CPU、16位寄存器和常数发生器，有助于最大限度的发挥代码效率。此单片机还具有丰富的时钟源，包括LF、OSC和VLO。它可通过串行口系统编程，无需外部编程电压，具有可编程的保密熔丝代码保护，它具有Spy-Bi-Wire仿真逻辑接口。另外它还有10位IO口、8个比较器通道和16位的Timer_A定时器，带2路捕获和比较寄存器。此单片机的IO口和Timer_A定时器都具有强大的中断能力。该作品的主要功能是：对Pt100温度传感器信号进行检测并显示检测结果，显示间隔时间可设定。
第二节 总体设计方案
PT100 是一个温度传感器,是一种稳定性和线性都比较好的铂丝热电阻传感器,可以工作在 -200℃ 至 650℃ 的范围. 电阻式温度检测器(RTD,Resistance Temperature Detector)是一种物质材 料作成的电阻,它会随温度的上升而改变电阻值,如果它随温度的上升 而电阻值也跟著上升就称为正电阻係数,如果它随温度的上升而电阻值 反而下降就称为负电阻系数。大部分电阻式温度检测器是以金属作成 的,其中以白金(Pt)作成的电阻式温度检测器,最为稳定－耐酸碱、不会变质，最受工业界采用。
本设计所用的pt100 温度传感器就是一种铂丝热电阻传感器，用以恒流源作用于Pt传感器，其输出为一电压模拟量。信号调理电路对其输出的电压模拟量进行放大和滤波便得到一个相对稳定的电压模拟量。中央处理器对输入的模拟量进行采样并通过软件滤波，然后将结果送至显示部分进行显示，显示时间间隔可通过键盘设置。系统组成结构图如图1.1所示。
Pt100传感器 信号调理 CPU 显示 系统组成结构图如图1.1所示。
第二章 硬件系统设计
第一节 MSP430G2系列Launchpad开发板组成及硬件资源
名为LaunchPad的MSP-EXP430G2低成本试验板是一款适用于TI最新MSP430G2xx系列产品的完整开发解决方案。其基于USB的集成型仿真器可提供为全系列MSP430G2xx器件开发应用所必需的所有软、硬件。
LaunchPad具有集成的DIP目标插座，可支持多达20个引脚，从而使MSP430ValueLine器件能够简便地插入LaunchPad电路板中。
此外，其还可提供板上Flash仿真工具，以直接连接至PC轻松进行编程、调试和评估。 LaunchPad试验板还能够对eZ430-RF2500T目标板、eZ430-Chronos手表模块或eZ430-F2012T/F2013T目标板进行编程。
此外，它还提供了从MSP430G2xx器件到主机PC或相连目标板的9600波特UART串行连接。
MSP-EXP430G2
采用
IAR EmbeddedWorkbench
集成开发环境(IDE)或
CodeComposerStudio(CCS)编写、下载和调试应用。调试器是非侵入式的，这使用户能够借助可用的硬件断点和单步操作全速运行应用，而不耗用任何其他硬件资源。
MSP-EXP430G2LaunchPad特性:
? USB调试与编程接口无需驱动即可安装使用，且具备高达9600波特的UART串行通信速度
? 支持所有采用PDIP14或PDIP20封装的MSP430G2xx和MSP430F20xx器件 ? 分别连接至绿光和红光LED的两个通用数字I/O 引脚可提供视觉反馈 ? 两个按钮可实现用户反馈和芯片复位
? 器件引脚可通过插座引出，既可以方便的用于调试，也可用来添加定制的扩展板 ? 高质量的20引脚DIP插座，可轻松简便地插入目标器件或将其移除
第二节 对传感器选型及性能指标参数进行介绍
1.PT100介绍：
Pt100 温度传感器为正温度系数热敏电阻传感器， 主要技术参数如下： 1) 测量范围：-200℃～+850℃；
2) 允许偏差值△℃：A 级±（0.15＋0.002│t│）， B 级±（0.30＋0. 005│t│）； 3) 最小置入深度：热电阻的最小置入深度≥200mm； 4) 允通电流 ≤ 5mA。
另外，Pt100 温度传感器还具有抗振动、稳定性好、准确度高、耐 高压等优点。铂热电阻的线性较好，在 0~100 摄氏度之间变化时，最 大非线性偏差小于 0.5 摄氏度。如图2.1所示。
如图2.1所示: PT100 传感器实物图
2.Pt100传感器温度性能：
在常温0~100摄氏度之间变化时线性度非常好，其阻值表达式可近似简化为RPt=100
（1+At），当温度变化1摄氏度，Pt100阻值近似变化0.39欧。如图2.2所示。