基于MSP430单片机的温度监控系统设计

山东科技大学学士学位论文 摘要

摘要

当前，温度控制系统被广泛应用于生活的很多方面，它与人们的日常生活、工作和学习息息相关。如何设计制作一个性能良好的温度监控系统，实现温度的精确、实时监控成为设计该系统的主要问题。随着我国电子技术的不断提高，以单片机为核心处理器，温度传感器为远端设备构成的温度监控系统逐渐成为时下的主流设计。

论文介绍了温度控制系统的研究背景和研究意义，国内外发展状况，超低功耗系列单片机MSP430，单总线数字温度传感器DS18B20等器件以及设计所需的相关软件的使用。在此基础上，对系统进行设计、编程和调试，并绘制了系统的电路原理图和印制板图。该温度监控系统具有监控多点温度，并将其循环显示，利用按键实现某一点的选择显示，从而实现多点温度的实时监控的功能。

关键词：超低功耗单片机，单总线温度传感器，JTAG仿真

山东科技大学学士学位论文 摘要

ABSTRACT

Currently, The temperature control system is widely used in our daily life and closely linked with our work and study. How to design and make a temper -ature control system which has the characters of high performance, accurate measurement,real time monitoring is still a main problem. As with the high de -velopment of the electronic technique in our country, the temperature control system used the microcontroller as the centre and thermal sensor as the far-end equipment is becoming the main trend.

In this paper, it introduces the research background and the significance of the temperature control system, the situation at home and abroad. the MSP430 series MCU which is widely used now ,the digital thermal sensor, DS18B20 and so on. At that basis , we design, programe and debug it, draw the SCH and PCB about it in the Protel. It can monitor the temperature of multi-points and choose one to display in the LCD by pressing the key, which leads to realizing the meal time monitoring of the temperature of these points.

Keywords:Ultralow-Power microcontroller, the one-wire digital thermal sensor, JTAG simulation

山东科技大学学士学位论文 目录

目录

1 绪论 ................................................................................................................................ 1

1.1研究背景和意义 ................................................................................................ 1 1.2 国内外动向 ........................................................................................................ 2 1.3 课题的主要研究内容 ...................................................................................... 5

2 系统方案设计 .......................................................................................................... 6

2.1 MSP430系列单片机 ......................................................................................... 6 2.2 DS18B20数字温度传感器 .............................................................................11 2.3 DS1302日历时钟芯片 ................................................................................... 17 2.4 OCMJ4x8B液晶显示模块 .............................................................................. 20 2.5 键盘.................................................................................................................... 24 2.6 JTAG仿真和IAR Workbench ...................................................................... 26 2.7 结语.................................................................................................................... 30

3 系统电路及软件实现 ........................................................................................ 31

3.1系统设计框图及功能实现 ............................................................................ 31 3.2单元电路原理图 .............................................................................................. 32 3.3 系统程序设计 ................................................................................................. 37 3.4结语 ..................................................................................................................... 45

4 总结与展望 .............................................................................................................. 46 参考文献 ........................................................................................................................ 48 致 谢 ................................................................................................................................ 50

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附录 ................................................................................................................................... 51

附录1 外文文献 ..................................................................................................... 51 附录2 温度监控系统C语言程序 ..................................................................... 64 附录3 电路原理图和印制板图 ......................................................................... 72

山东科技大学学士学位论文 绪论

1 绪论

1.1研究背景和意义

在人们的日常生活、工业制造、制冷等领域，温度作为当前环境的重要因素之一，被人们广泛的作为参考因素来使用，从而保证各项工作的正常运行，如火灾报警、温室或粮仓中温度的实时监测、冷库温度的调节等，因此以温度参数为基础而设计的温度控制系统被广泛开发和使用。使用传统意义上的温度计采集温度信息，不但采集精度低，实时性差，而且操作人员的劳动强度高，不利于广泛的推广。此外由于环境因素导致的数据难以采集的问题，特别是在工厂，火灾等的现场，工作人员不能长时间停留在现场观察和采集温度，就需要实现能够将数据采集并将其传送到一个地方集中进行处理，以节省人力，提高效率，但这样就会出现数据传输的问题，由于厂房大、需要传输数据多，使用传统方法容易造成资源浪费而且可操作性差，精度不高，这都在不同程度上限制了工作的进行和展开。因此，高精度，低成本，实时性好的温度控制系统亟待人们去开发。

市场决定技术，技术引导产品的开发，在这样的环境下，与温度控制相关的电子类产品的开发成为当今的研究热点。随着单片机技术的日益成熟，应用范围的逐渐扩大，以单片机为核心的控制系统，逐渐应用到生活中的很多方面，这不仅克服了温度控制系统中存在的严重时延，节省了人力，提高了采样频率，而且在很大程度上提高了控制效果和控制精度。

以往的温度检测系统所使用的单片机，管脚少，功能少，功耗大，虽经数十年发展，仍不能满足现在的市场需要。自1996年TI公司推出的16位、具有超低功耗和丰富的片上外围模块的MSP430系列单片机以来，该

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