基于MSP430F149的水温低动控制系统的设计
摘要
本设计基于计算机控制技术、传感器技术、智能控制技术、单片机技术、机电一体化论文分析了自动定量水温控制器的硬件电路、主控系统、信息感知单元、驱动单元等模块的理论设计与调试过程，并结合实际调试过程的分析，详细阐述了基于德州仪器公司生产的MSP430F149单片机的自动定量水温控制器参数的规划与实现。本设计在特色部分论文分析了以MSP430F149芯片为主，基于概率分析检测单元的设计与实现，串行扫描方式实现的人机接口，数据传输，水位控制和温度控制等内容。
本设计的理论设计方案、调试方法、测试数据分析方法及设计中的特色与创新点等对相关领域的设计与实现有一定的参考意义。
关键字：传感器，智能控制，单片机，机电一体化
Abstract
The design of computer-based control technology，Sensor technology，Intelligent Control Technology，SCM technologyand Mechatronics Thesis of automatic quantitative analysis of the -aware unit, drive unit, such as the theory of modular design and debugging process, and in light of the actual debugging process analysis, detailed quantitative automatic temperature controller parameters of the planning and implementation. Part of the design characteristics of this thesis in an analysis of MSP430F149 made by the Texas Instruments chip to the main detection unit based on the probability analysis of the design and realization of the realization of the serial scanning of man-machine interface, data transmission, the water level control and temperature control and so on.
The theory of theoretic design , testing measures, testing data analysis methods and design features and innovation are meaningful to the related fields such as design and implementation of a certain reference value.
Keywords:sensor,intelligent
control technology,MCU, SCM
technologyand Mechatronics Thesis of automatic
目录
前言—————————————————————————————— 第一章 概述—————————————————————————— 1水温自动控制系统设计的时代背景——————————————— 第二章 总体设计方案—————————————————————— 2.1设计要求及主要任务————————————————————— 2.2总体设计方案———————————————————————— 第三章 硬件设计———————————————————————— 3.1传感器的选择———————————————————————— 3.1.1温度传感器的选择————————————————————— 3.1.2压力传感器的选择————————————————————— 3.2单片机的选择———————————————————————— 3.2.1功能特性说明——————————————————————— 3.2.2引脚功能说明——————————————————————— 3.3AD转换电路————————————————————————— 3.4基准电压的设计——————————————————————— 第四章 软件设计—————————————————————————
第五章 结论———————————————————————————
附录一 电路图——————————————————————————
附录二 程序代码—————————————————————————
前言
第一章 绪论
1.1课题的目的和意义
众所周知，在我们日常生活中不可缺少电器之一是的电热水器，尤其是炎炎夏日，劳作了一天的人们总要冲个热水澡。而普通的电热水器的原理基本上都是靠电能把热水器储水箱中的水加热到某一温度后，让热水与冷水混合，靠人工调节流量阀中热水和冷水的混合比例来达到使用者自己觉得较为合适的温度。而在科技日益发达的今天，家用电器的智能化已经成为各大制造商提高自身竞争力的重要手段。
自1983年Honeywell推出智能仪表—Smart变送器之后，世界各厂家都相继推出各有特色的智能仪表，智能变送器便是其中之一。由于各个厂家的智能仪表都按照自己的通讯标准进行设计生产，不同厂家的设备之间兼容通用仍然存在问题。但现在随着信息技术的快速发展和广泛的应用，智能仪表仍在不断进步，并向着全数字化的方向发展。智能仪表的全数字化意味着将取消传统的模拟信号的传送方式，而要求系统中的每一个现场设备都具有智能及数字通信能力， 使得操作人员或其他设备可以方便地向现场发送指令，同时也能实时地得到现场设备各方面的情况。这种实时通讯大大提高了系统的可靠性和灵活性。但是目前，一方面现场总线标准正处在完善和发展阶段，另一方面传统的基于4～20mA的模拟设备还在广泛应用于工业控制信各个领域。因此，马上全数字化是不现实的。为满足
从模拟到全数字的过渡，需要设计一种具有这两种功能的过渡性产品。
所以此次设计的水温自动控制系统就是属于这类过渡式的控制仪器，主要实现水温自动控制的数字化设计，它在工业环境控制领域应该有一定的应用空间。从这个角度上讲,本设计的构想具有一定的推广前景. 本文所考虑的设计任务就是在这种背景下产生的。通过使用超低功率的德州仪器公司生产的MSP430F149单片机为控制核心，辅以辅助电路，实现水温智能控制、显示功能。如果加以更深入的研发设计，最终可以实现通过无线遥控，自动调节水温的功能。 1.2 国内外现状与发展
目前国内外对水温自动控制系统的设计单位中比较突出的是西门子公司采用DS18B20的数字式检测及控制，然后通过无限传输系统将数据进行传输。以单片机为核心组成水温自动控制系统。现在就从这几方面天一谈国内外的发展状况。 1.2.1温度传感器
温度传感器有四种主要类型：热电偶式、热敏电阻式、电阻温度检测器（RTD）和IC温度传感器。IC温度传感去又包括模拟输出和数字输出两种类型。接触式温度传感器的检测部分与被测对象有良好的接触，又称温度计。
温度计通过传导或对流达到热平衡，从而使温度计的示值能直
接表示被测对象的温度。一般测量精度较高。在一定的测温范围内，温度计也可测量物体内部的温度分布。但对于运动体、小目标或热容量很小的对象则会产生较大的测量误差，常用的温度计有双金属温度