文华学院学生课程考查报告
考查课程：MSP430
单片机应用设计
设计题目：基于MSP430单片机的温度测量仪设计 专业班级：**
学 号：**** 姓 名： ** 指导教师：**
实验日期：2016年5月8日
基于MSP430单片机的温度测量仪设计
文华学院
摘要
MSP430单片机是德州公司最新开发的具有16位总线带FLASH的单片机，由于它的性价比和集成度高，受到广大技术开发人员的青睐。它的可靠性能比较好，加强电干扰运行不受影响，适应工业级的运行环境，在各种行业中都占有重要的位置，越来越多的领域应用到以单片机为控制核心，用液晶显示作为显示终端的数字化控制设备，通过单片机对被控制对象进行智能控制。
MSP430单片机将会在工程技术应用中得到广泛的应用。而且，它是通向DSP系列的桥梁，随着自动控制的低功耗化和高速化，MSP430系列单片机将会得到越来越多人的喜爱。
通过这次毕业设计，我对MSP430单片机有了完整的了解，并且着重了解了MSP430F149芯片的原理图以及它的工作原理，对内部的硬件资源和自身的汇编语法进行了实验，把它和DS18B20温度传感器联系在一起实现了温度的测量以及报警。
关键词：MSP430；超低功耗；单片机；DS18B20
Abstract
Texas MSP430 microcontroller is the latest development of a 16-bit bus with FLASH MCU, due to its cost-effective and highly integrated, by the majority of technology developers of all ages. Its reliability is better, enhancing electrical interference unaffected, adapt industrial-grade operating environment, in a variety of industry occupies an important position in both, applied to more and more areas to microcontroller core, with LCD as a digital control display terminal equipment, through the controlled object MCU intelligent control.
MSP430 microcontroller applications engineering technology will be widely used. And, it is a bridge leading DSP family, with automatic control, low power consumption and high speed, MSP430 MCU will get more and more people's favorite.
Through this graduation project, I have a complete understanding of the MSP430 microcontroller, and focus on understanding the MSP430F149 chip schematic and it works, and the internal hardware resources and their own assembler syntax conducted experiments it and DS18B20 linked to the temperature sensor of the temperature-measuring andalarm.
Keywords: MSP430; ultra-low power; SCM; DS18B20
一、概述
1.1 引言
十七世纪是温度计诞生和发展的最初阶段，这个仪器几乎比任何其它仪器都得到更加广泛的应用。现代历史研究认为最早发明温度计的科学家是伽利略，他在1592年发明了最早的气体温度计，最早的液体温度计则是荷兰科学家华伦海特制造出来的。
随着核能，宇航，冶金，低温，材料，微电子学和生物医学等方面的发展，对于温度测量控制的精度和范围提出了很高的要求，特别是对温度的测量不但要准确，而且需要读取数值时要更直观，更方便，这样的要求促进了温度测量和控制技术的迅速发展。在如今虽然水银温度计仍是各温度测量的计量标准，可是它的缺点则是刻度间隔通常很密，不能准确分辨，读数困难，而且它们的热容量比较大，这使得达到热平衡所需的时间非常长，因此更难读准，同时，玻璃管易碎，里边的水银有毒，使用起来非常不方便。
后来出现了代替水银的有，酒精温度计和金属簧片温度计。它们虽然无毒性，但是测量精度很低，只能作为一个大概的指示。后来接着又出现了热电阻温度计、热电偶温度计等温度计。之后随着大规模集成电路技术的提高，又出现了多种集成的数字化温度传感器。如今随着电子工业的发展，数字仪表的优点有反应速度快，操作简单，并且对使用环境要求不高，市场上出现越来越多的数字式温度计，纵观国际上现有的温度计的变化，总趋势是从模拟信号向数字信号转变，相应的体积也在不断的减小，一切向着数字化，智能化控制方向发展。
1.2现状和发展状况
温度检测和控制是在工业生产过程中是比较典型的应用之一，随着传感器在生产生活中的广泛应用，利用新型总线式数字温度传感器来实现对温度的测试，并且让控制得到更快的开发。
在现在的生活中，所用到的家具设备，电器，工业产品等对温度的要求日益增高，与此同时灵敏的温度控制报警系统已经成为了日常生活中必
不可少的产品。例如锅炉，冰箱的温控系统等，都需要用到了这一功能部件。对此，我这次设计了基于MSP430F149单片机的温度检测系统，来模拟现实中的温度控制系统。此系统的设计和布线简单，体积小，重量轻，结构紧凑，抗干扰能力比较强，扩展方便，性价比高，在工厂，大型仓库，智能化的建筑等领域的多点温度检测系统中有广阔的应用前景。
所以在科学技术发展的今天，温度的检测，控制应用于许多行业，随着电子工业的迅速发展，数字仪表的优点有反应速度快，操作简单，对使用环境要求不高，市场上出现了越来越多的数字式温度计，实践表明，低功耗，高精度的便携式数字式温度计使用十分方便，工作状况稳定，待机时间比较长，已经开始得到广泛应用。
1.3课题研究的主要内容
本设计的目的是实现基于MSP430单片机的温度测量仪设计，主要内容有： 1、可利用单片机芯片内温度传感器或DS18B20单线温度传感器。
2、5位数字显示（显示器可用LED数码管、LCD1002或LCD12664显示模块）。
二、系统方案设计
2.1系统组成结构
该系统主要由4模块组成，其中包括DS18B20温度传感器，MSP430F149微控制器，LED显示模块，报警模块4部分组成。由温度传感器负责数据采集，经过处理器转换后由LED显示模块输出，同时报警模块负责温度报警的上下限，当温度到达设定值时就会发生报警。其组成框图如下所示：
2.2系统工作流程
首先设定温度报警的上下限值，然后由温度传感器进行温度数据的采集，当微处理器检测到温度超过设定的范围值时就实行报警，提醒用户做相关操作。.
2.3 系统核心器件选型
MSP430F149单片机，DS18B20温度传感器，液晶显示器 2.4 系统硬件主要电路说明 2.4.1数据采集系统电路
该系统采用美国DALLAS公司生产的单线数字温度传感器DS18B20来采集温度数据，作为单片机MSP430149的温度传感器，该芯片有很多优点，可把温度信号直接转换成串行数字信号供微机处理。由于每片DS18B20含有唯一的硅串行数，从DS18B20读出的信息或写入DS18B20的信息，仅需要一根口线（单线接口）。由于该系统采用DS18B20作为温度采集传感器，这部分电路就比较简单了，下图为温度采集电路。
DS18B20的读写时序和测温原理和DS1820相同，只是得到的温度值的位数因分辨率不同而不同，DS18B20的测温过程中温度的变化对晶振的振荡频率影响非常的小，会产生脉冲信号送到计数器1，而且是固定的频率。但高温度的晶振的振荡频率就会随着温度的变化而产生明显的改变搞温度的晶振所产生的频率会做为计数器2的脉冲输入。计数器1和温度寄存器被预置在－55℃所对应的一个基数值。计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当计数器1的预置值减到0时，温度寄存器的值将加1，计数器1的预置将重新被装入，计数器1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到计数器2计数到0时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数值即为所测温度。
高速缓存器存储器包含一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的EP2RAM。配置寄存器为高速缓存器中的第五个字节，它的内容用于确定温度值的