山东科技大学学士学位论文 绪论
系列单片机就以其低功耗特性被广泛应用于医疗、电子仪表以及消费类电子等产品中。MSP430系列单片机支持采用汇编语言和C语言进行开发，该系列单片机集成了较丰富的片内外设备，方便高效的开发环境，适应工业级运行环境。与目前广泛使用的89C51单片机相比，具有指令少，超低功耗，运算速度快等优点，因而在许多领域特别是要求超低功耗的领域得到了广泛应用[1]。
进入21世纪后，温度检测系统已逐步走向复合型和智能化，温度作为其中的重要参数，其测量的准确性对提高正确性是很重要的，研究和设计高性能的温度控制系统具有非常重要的意义，而其中最重要的器件就是温度传感器，它的性能也直接影响到了采集的温度数据的精度和时效性。
现如今，智能温度传感器正迅速朝着高精度、高可靠性及安全性等高科技的方向发展，提高温度传感器测温精度和分辨力，增加传感器测试功能，提高总线技术的标准化与规范化，增强可靠性及安全性设计，虚拟温度传感器和网络温度控制器的设计成为当前要解决的主要问题。
由美国Dallas公司生产的DS18B20温度传感器具有单总线，两种工作模式，能够直接读出被测温度等特点，特别是它的单总线设计，使得系统结构简单，可以节省单片机的I/O接口的开销，多个传感器可共用一个接口而不会产生干扰；虽然软件设计复杂，但通过软件的设计，可以提高可靠性，增强抗干扰能力，适合于恶劣的环境，共地模式[2]使得它耗电量小，支持串行数据传输，传输距离远；温度测量范围广，精度高，可根据实际情况实现精度的变换，因而成为目前各类有关温度采集工作的首选[2][3]。
1.2 国内外动向
温度控制，在工业自动化控制中占有非常重要的地位，单片机系统的
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开发应用给现代工业测控领域带来了一次新的技术革命。随着科学技术的迅猛发展，各个领域对自动控制系统控制精度、响应速度、系统稳定性与自适应能力的要求越来越高，被控对象或过程的非线性、时变性、多参数点的强烈耦合、较大的随机扰动、各种不确定性以及现场测试手段不完善等，使得难以按数学方法建立被控对象的精确模型得以解决。
随着电子技术的日趋成熟，电子类产品的开发成为当今的研究热点。电子技术以及应用需求的发展使得单片机技术也得到了迅速的发展，在高集成度，高速度，低功耗以及高性能方面取得了很大的进展。以单片机为核心的的控制系统被广泛使用，现代自动控制越来越朝着自动化、智能化发展，在很多自动控制系统中都用到了工控机、小型机、甚至是巨型处理机。然而其运行速度快，内存需求大，数据存储器容量大的要求使得它的开发维护成本很高，在很多的小型系统中，用成本低廉的单片机控制小型的，不需要大量复杂运算的系统是非常合适的。
伴随着科学技术的发展，电子技术有了更高的飞跃，我们现在完全可以运用单片机和温度传感器对某处进行温度检测，而且可以很容易地做到多点的温度检测，并实现多路温度数据的循环显示和指定某一路温度的显示。MSP430 系列单片机是美国德州仪器(TI)推向市场的一个16位、具有精简指令集、超低功耗的混合型单片机，自1996年问世，由于它的各项优点，成为许多电子产品设计的不二选择，超低功耗不仅延长了设备电池的使用时间，降低了企业成本，同时开辟了全新的服务，为消费者带来丰富的节能选择。此外，TI计量设备还包括针对水气表计量应用的器件，以及针对自动仪表读取(AMR)的电力线通信(PLC)与射频(RF)接口，在医疗方面研制开发了许多便携医疗设备与无线射频系统 [1]。
不仅如此，随着“信息时代”的到来，传感器技术得到了显著的提高，应用领域越来越广泛，对其要求也越来越高，需求越来越迫切。传感器技
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术已成为衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志之一。
由于传感器能将各种信号转变为电信号，使得人们可以利用计算机实现自动测量、信息处理和自动控制等操作，但是它们都不同程度的存在温漂和非线性等不足，因此，不仅必须掌握各类传感器的结构、原理及其性能指标，还必须懂得传感器只有经过适当的接口电路调整才能满足信号的处理、显示和控制要求，而且只有通过对传感器应用实例的原理和智能传感器实例的分析了解，才能将传感器与信息通信和信息处理结合起来，才能适应传感器的生产、研制、开发和应用；另一方面，传感器的被测信号来自于各个应用领域，每个领域都在为了改革生产力、提高功效，开发研制适合应用的传感器，于是种类繁多的新型传感器及传感器系统不断涌现。温度传感器是其中重要的一类传感器，发展速度快，应用范围广，并且具有很大潜力。单总线数字温度传感器DS18B20由美国DALLAS公司生产，具有耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域；两种驱动模式的设计使得它的耗电量可以很小，串行传输数据，传输距离远；温度测量范围广，精度高，可根据实际情况实现精度的变换。
DS1302是DALLAS公司推出的涓流充电时钟芯片，内含有一个时钟/日历电路和31字节的静态RAM，实时时钟/日历电路能提供秒、分、时、日、日期、月、年的信息，每月的天数和闰年的天数可根据实际情况自动调整，时钟操作可通过AM/PM指示决定采用24或12小时格式。该芯片与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信，仅需用到RES、I/O、SCLK三个接口，时钟RAM 的读/写数据以一个字节或多达31个字节的字符组方式通信，保持数据和时钟信息时功率小于1mw[4]，方便了温度的实时监控和记录，提高了系统的实用性。
除此以外，显示技术的提高，键盘控制方式的多样化也使我们选择的
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余地增多。与LED显示相比，LCD液晶显示器分为点阵式和段码式两种，它具有显示质量高，可视面积大，应用范围广，画面效果好，接口数字化，功耗低等优点，因而在电视机、电脑工厂显示等领域被广泛使用。矩阵式键盘的编程和识别相对较复杂，但在键盘中按键数量较多时可以减少I/O口的占用，节省单片机接口资源，因而被广泛使用。
1.3 课题的主要研究内容
本课题通过对超低功耗系列单片机MSP430，单总线数字温度温度传感器DS18B20，日历/时钟芯片DS1302，液晶显示模块OCMJ4x8B等的介绍，达到熟练掌握器件的性能、功能及使用方法，应用C语言设计编程实现一个多点温度循环监控系统，实现温度数据的循环显示和指定某一路温度的显示，并用Protel绘制电路原理图和印制板图，完成JTAG仿真。
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2 系统方案设计
根据本次设计的目的，我们对该温度检测系统所需的元器件进行比较和选型，重点介绍了超低功耗单片机MSP430F449，单总线数字温度传感器DS18B20，日历/时钟芯片DS1302，液晶显示模块OCMJ4x8B，JTAGA仿真等的基础知识，了解所选元器件及相关软件的优点及使用方法。
2.1 MSP430系列单片机
2.1.1 MSP430系列单片机简介
MSP430系列单片机是美国德州仪器(TI)推向市场的一个16位、具有精简指令集、超低功耗的混合型单片机，自1996年问世，由于它具有极低的功耗、丰富的片内外设备和方便灵活的开发手段，成为许多电子产品设计的首选，1999年进入中国就受到了中国广大设计工程师的青睐。目前，该系列单片机不仅在电子工程、测控技术与仪器、自动控制、机电一体化等方面得到广泛应用，而且逐渐走进校园，被越来越多的使用在硕士研究生和高年级本科生的科技实践和毕业设计中，在2005年暑期全国大学生电子设计竞赛中就选用了该系列的单片机[5]。
MSP430系列单片机的型号很多，TI公司用3或4位数字表示单片机型号，其中一位数字表示一个系列。目前有四大系列：带有液晶驱动的MSP430F4xx系列单片机、不带液晶驱动器的MSP430F1xx系列单片机、16MIPS高速MSP430F2xx系列单片机、一次性写入（OTP）型低价MSP430C系列单片机，每个系列中又含有许多子系列。单片机型号的第二位数字表示子系列号，一般子系列号越大包含的功能模块越多，最后一或两位数字
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