基于MSP430G2231实现的温度测试仪(程江)

1基于MSP430G2231实现的温度测试仪设计报告

西安电子科技大学——美国德州仪器MSP430实验室

程江2011.12.252概述系统介绍本设计以MSP430G2231为核心，本作品选用MSP430G2231单片机，该单片机超低功耗，具有5种节电模式，此单片机还具有丰富的时钟源，它可通过串行口系统编程，无需外部编程电压，另外它还有10位IO口、8个比较器通道和16位的Timer_A定时器，带2路捕获和比较寄存器。此单片机的IO口和Timer_A定时器都具有强大的中断能力。该作品的主要功能是：对Pt100温度传感器信号进行检测并显示检测结果，显示间隔时间可设定。3作品实物图4MSP430G2系列Launchpad开发板实物图

5MSP430G2系列Launchpad

名为LaunchPad的MSP-EXP430G2低成本试验板是一款适用于TI最新MSP430G2xx系列产品的完整开发解决方案。其基于USB的集成型仿真器可提供为全系列MSP430G2xx器件开发应用所必需的所有软、硬件。LaunchPad具有集成的DIP目标插座，可支持多达20个引脚，从而使MSP430ValueLine器件能够简便地插入LaunchPad电路板中。此外，其还可提供板上Flash仿真工具，以直接连接至PC轻松进行编程、调试和评估。此外，它还提供了从MSP430G2xx器件到主机PC或相连目标板的9600波特UART串行连接。6MSP-EXP430G2LaunchPad特性:•USB调试与编程接口无需驱动即可安装使用，且具备高达9600波特的UART串行通信速度•分别连接至绿光和红光LED的两个通用数字I/O引脚可提供视觉反馈•两个按钮可实现用户反馈和芯片复位•器件引脚可通过插座引出，既可以方便的用于调试，也可用来添加定制的扩展板•高质量的20引脚DIP插座，可轻松简便地插入目标器件或将其移除7PT100传感器实物图

PT100是一个温度传感器,是一种稳定性和线性都比较好的铂丝热电阻传感器,可以工作在-200℃至650℃的范围.电阻式温度检测器是一种物质材料做成的电阻,它会随温度的上升而改变电阻值,大部分电阻式温度检测器是以金属做成的,其中以白金(Pt)作成的电阻式温度检测器,最为稳定－耐酸碱、不会变质，最受工业界采用。8

12864液晶显示器实物图

12864液晶显示器是一种具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，其显示分辨率为128×64,由该模块构成的液晶显示方案与同类型的图形点阵液晶显示模块相比，不论硬件电路结构或显示程序都要简洁得多，且该模块的价格也略低于相同点阵的图形液晶块。9总体设计方案

显示Pt100传感器信号调理CPU

图1系统框图Pt100传感器信号调理PT100的阻值随着环境温度的变化而成正比例线性变化，在恒流激励的条件下，其两端的电压也成正比例线性变化。再通过信号调理电路对其输出的电压模拟量进行放大和滤波。中央处理器对输入的模拟量进行采样并通过软件滤波，然后将结果送至显示部分进行显示，显示时间间隔可通过键盘设置。10系统组成原理图11产生5.0V电路

输入为直流电压为6.5V-12V输出为5.0V12产生3.3V电路

输入为图4的输出5.0V输出为3.3V其中D2为电源指示灯13信号调理电路14

本调理电路有两部分组成：产生恒流源和放大信号。C5为滤波电容，用来稳定输入的工作电压。D3为2.5V稳压管，U3为低功耗运放，其工作电压为3.3V，其输入端3.4两端的电压相等为0.8V。R4为千分之五的精密电阻，由于R4两端的电压为恒压，故流出R4的电流为恒流。Q1为PNP三极管，其e极和c极的电流相等。这样P5的输入为一恒流，其中P5为Pt100，以三线制方式接入电路中.C9为Pt100两端的滤波电容，有助于输出的稳定。第二个运放所组成的电路起信号放大作用，其放大倍数为3的负反馈。C6为滤波电容，对电路的稳定性起到关键作用。15发光二极管电路此电路用于指示时间间隔的快慢16按键电路此电路用来设置时间间隔的快慢17显示电路

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各管脚说明：VSS电源地VDD电源正（3.0V-5.5V）Vo对比度（亮度）调整CS模组片选端（高电平有效）SID串行数据输入端CLK串行同步时钟PSBL：串口方式A背光源电压+5VK背光源负端0V19PCB板图20

1）焊接元件前检查PCB有无断裂、扭曲或明显刮伤，用万用表测量PCB上VCC和GND之间的电阻值，在兆级以上方为正常。2）焊接时按照电源=>运放=>显示的顺序逐步焊接，每焊接完一个部分，检查各部分电源和地是否短路、引脚有无虚焊或互相断路。3）上电测试前再次用万用表测量PCB上VCC端和GND之间的电阻值。4）对于二极管和带极性的电容（如钽电容）要特别留心正负极性。5）切忌在带电状态下用万用表二极管档测量。21程序流程图

关闭看门狗 配置时钟 配置IO口 配置TA模块LCD初始化AD初始化处理器上电初始化完毕22AD中断23主要子程序介绍#pragmavector=ADC10_VECTOR__interruptvoidADC10_ISR(void){ADC10CTL0&=~ENC; //DisableADCconversionADC10CTL0&=~ADC10SC;m++;//计数变量加一，记录进入AD中断的次数

AD_Result+=ADC10MEM;//累加每次采样值

if(m>=8)//判断采样的次数，若采样次数等于8，作下面处理

{m=0;ave=AD_Result>>3;//对累加和求平均

AD_Result=0;

DegC=((long

int)ave*2300)/264-100;//将平均值进行换算成待显示的温度值

}24在CCS下编写完程序后，执行编译（Build）25编译通过，执行Debug26调试过程中，可在线查看变量和寄存器的值Debug窗口下，自左向右依次是去掉断点、全速运行、暂停、停止、进入、单步、汇编进入、汇编单步、返回、同步时钟、复位。在程序运行后，暂停时可以打开Watch和Regesiter窗口内观察寄存器和变量的变化。

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在中断程序设置断点，看能否进入中断。

28当进入中断程序时，程序会在中断点处停止

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查看变量AD-Result和ADC10MEM值

30总结与思考本设计完成了对Pt100温度传感器信号进行检测并显示检测结果，显示间隔时间可设定这一课题，充分利用了MSP430的TA中断，IO中断，AD等资源。本作品能实时跟踪当前环境温度，但灵