基于MSP430單片機(jī)的多路無線溫度檢測系統(tǒng)
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2．2 溫度采集電路
為了使整個系統(tǒng)的功耗更低，采用低功耗的熱敏電阻NTC100和MSP430149內(nèi)部自帶的12位A／D轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)溫度的采集功能。其理論分析與計(jì)算電阻值和溫度變化之間的關(guān)系。
式中：RT為溫度T(單位：K)時(shí)的NTC熱敏電阻阻值；RN為額定溫度TN(單位：K)時(shí)的NTC熱敏電阻阻值；T為規(guī)定溫度(單位：K)；B為NTC熱敏電阻的材料常數(shù)，又叫熱敏指數(shù)。
常溫環(huán)境中，溫度為28℃，換算成開氏溫度為273．15+28=301．15 K。通過多次測28℃及30℃環(huán)境下的數(shù)據(jù)，如表1所示，取平均值，盡量減小誤差，算得B值。本文引用地址：http://www.biyoush.com/article/172948.htm
通過式(1)可得，將T，TN都轉(zhuǎn)化成開爾文溫度進(jìn)行計(jì)算得B=4 064．34。經(jīng)過比較發(fā)現(xiàn)，求得的阻值與測得的阻值很相近。
圖4為溫度采集模塊，其中R1為熱敏電阻，R3為200 kΩ電阻，R2為0～20 kΩ的可調(diào)電阻，用來調(diào)整溫度計(jì)的準(zhǔn)確性。U0為檢測到的電壓，將U0接到單片機(jī)管腳，通過A／D轉(zhuǎn)換，將得到的電壓值轉(zhuǎn)換成溫度值，在LCD上顯示出來。
2．3 顯示模塊
本次設(shè)計(jì)采用自制的16位段碼液晶進(jìn)行顯示。利用液晶驅(qū)動IC(HT1621)以及配套的液晶LCD玻璃片，自制16位段碼液晶。另外，驅(qū)動IC上裝有兩種頻率的蜂鳴驅(qū)動電路，可以實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。
2．4 串口通信模塊
在溫度采集過程中，由于系統(tǒng)隨時(shí)需要將采集到的溫度數(shù)值通過PC機(jī)上的VC界面進(jìn)行顯示，因此需要在PC機(jī)和單片機(jī)之間進(jìn)行相互通信。由于PC機(jī)的RS 232電平與單片機(jī)的TTL電平不同，因此用MAX3232芯片實(shí)現(xiàn)電平的相互轉(zhuǎn)換，這樣就可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與PC機(jī)之間的相互通信。
3 軟件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)方法。下位機(jī)利用定時(shí)中斷發(fā)送溫度數(shù)據(jù)，利用端口中斷設(shè)置溫度報(bào)警的上下限，其他時(shí)間處于低功耗模式3的狀態(tài)下，這樣可以大大降低功耗。上位機(jī)利用接收中斷接收數(shù)據(jù)，并且利用MAX3232與PC機(jī)通信。
NTC熱敏電阻的主要缺點(diǎn)是熱電特性的非線性現(xiàn)象嚴(yán)重，本次設(shè)計(jì)采用查表法對NTC熱敏電阻進(jìn)行線性化。線性插值法軟件流程如圖5所示。
圖5中，0，R1，R2，…，RK是曲線上橫坐標(biāo)取值；0，T1，T2，…，TK是其對應(yīng)的縱坐標(biāo)。K的取值可根據(jù)所需溫度精度確定。溫度T的表達(dá)式為：
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