1基于MSP430G2231實現的溫度測試儀設計報告

西安電子科技大學——美國德州儀器MSP430實驗室

程江2011.12.252概述系統介紹本設計以MSP430G2231為核心，本作品選用MSP430G2231單片機，該單片機超低功耗，具有5種節電模式，此單片機還具有豐富的時鐘源，它可通過串行口系統編程，無需外部編程電壓，另外它還有10位IO口、8個比較器通道和16位的Timer_A定時器，帶2路捕獲和比較寄存器。此單片機的IO口和Timer_A定時器都具有強大的中斷能力。該作品的主要功能是：對Pt100溫度傳感器信號進行檢測并顯示檢測結果，顯示間隔時間可設定。3作品實物圖4MSP430G2系列Launchpad開發板實物圖

5MSP430G2系列Launchpad

名為LaunchPad的MSP-EXP430G2低成本試驗板是一款適用于TI最新MSP430G2xx系列產品的完整開發解決方案。其基于USB的集成型仿真器可提供為全系列MSP430G2xx器件開發應用所必需的所有軟、硬件。LaunchPad具有集成的DIP目標插座，可支持多達20個引腳，從而使MSP430ValueLine器件能夠簡便地插入LaunchPad電路板中。此外，其還可提供板上Flash仿真工具，以直接連接至PC輕松進行編程、調試和評估。此外，它還提供了從MSP430G2xx器件到主機PC或相連目標板的9600波特UART串行連接。6MSP-EXP430G2LaunchPad特性:?USB調試與編程接口無需驅動即可安裝使用，且具備高達9600波特的UART串行通信速度?分別連接至綠光和紅光LED的兩個通用數字I/O引腳可提供視覺反饋?兩個按鈕可實現用戶反饋和芯片復位?器件引腳可通過插座引出，既可以方便的用于調試，也可用來添加定制的擴展板?高質量的20引腳DIP插座，可輕松簡便地插入目標器件或將其移除7PT100傳感器實物圖

PT100是一個溫度傳感器,是一種穩定性和線性都比較好的鉑絲熱電阻傳感器,可以工作在-200℃至650℃的范圍.電阻式溫度檢測器是一種物質材料做成的電阻,它會隨溫度的上升而改變電阻值,大部分電阻式溫度檢測器是以金屬做成的,其中以白金(Pt)作成的電阻式溫度檢測器,最為穩定－耐酸堿、不會變質，最受工業界采用。8

12864液晶顯示器實物圖

12864液晶顯示器是一種具有4位/8位并行、2線或3線串行多種接口方式，其顯示分辨率為128×64,由該模塊構成的液晶顯示方案與同類型的圖形點陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結構或顯示程序都要簡潔得多，且該模塊的價格也略低于相同點陣的圖形液晶塊。9總體設計方案

顯示Pt100傳感器信號調理CPU

圖1系統框圖Pt100傳感器信號調理PT100的阻值隨著環境溫度的變化而成正比例線性變化，在恒流激勵的條件下，其兩端的電壓也成正比例線性變化。再通過信號調理電路對其輸出的電壓模擬量進行放大和濾波。中央處理器對輸入的模擬量進行采樣并通過軟件濾波，然后將結果送至顯示部分進行顯示，顯示時間間隔可通過鍵盤設置。10系統組成原理圖11產生5.0V電路

輸入為直流電壓為6.5V-12V輸出為5.0V12產生3.3V電路

輸入為圖4的輸出5.0V輸出為3.3V其中D2為電源指示燈13信號調理電路14

本調理電路有兩部分組成：產生恒流源和放大信號。C5為濾波電容，用來穩定輸入的工作電壓。D3為2.5V穩壓管，U3為低功耗運放，其工作電壓為3.3V，其輸入端3.4兩端的電壓相等為0.8V。R4為千分之五的精密電阻，由于R4兩端的電壓為恒壓，故流出R4的電流為恒流。Q1為PNP三極管，其e極和c極的電流相等。這樣P5的輸入為一恒流，其中P5為Pt100，以三線制方式接入電路中.C9為Pt100兩端的濾波電容，有助于輸出的穩定。第二個運放所組成的電路起信號放大作用，其放大倍數為3的負反饋。C6為濾波電容，對電路的穩定性起到關鍵作用。15發光二極管電路此電路用于指示時間間隔的快慢16按鍵電路此電路用來設置時間間隔的快慢17顯示電路

18

各管腳說明：VSS電源地VDD電源正（3.0V-5.5V）Vo對比度（亮度）調整CS模組片選端（高電平有效）SID串行數據輸入端CLK串行同步時鐘PSBL：串口方式A背光源電壓+5VK背光源負端0V19PCB板圖20

1）焊接元件前檢查PCB有無斷裂、扭曲或明顯刮傷，用萬用表測量PCB上VCC和GND之間的電阻值，在兆級以上方為正常。2）焊接時按照電源=>運放=>顯示的順序逐步焊接，每焊接完一個部分，檢查各部分電源和地是否短路、引腳有無虛焊或互相斷路。3）上電測試前再次用萬用表測量PCB上VCC端和GND之間的電阻值。4）對于二極管和帶極性的電容（如鉭電容）要特別留心正負極性。5）切忌在帶電狀態下用萬用表二極管檔測量。21程序流程圖

關閉看門狗 配置時鐘 配置IO口 配置TA模塊LCD初始化AD初始化處理器上電初始化完畢22AD中斷23主要子程序介紹#pragmavector=ADC10_VECTOR__interruptvoidADC10_ISR(void){ADC10CTL0&=~ENC; //DisableADCconversionADC10CTL0&=~ADC10SC;m++;//計數變量加一，記錄進入AD中斷的次數

AD_Result+=ADC10MEM;//累加每次采樣值

if(m>=8)//判斷采樣的次數，若采樣次數等于8，作下面處理

{m=0;ave=AD_Result>>3;//對累加和求平均

AD_Result=0;

DegC=((long

int)ave*2300)/264-100;//將平均值進行換算成待顯示的溫度值

}24在CCS下編寫完程序后，執行編譯（Build）25編譯通過，執行Debug26調試過程中，可在線查看變量和寄存器的值Debug窗口下，自左向右依次是去掉斷點、全速運行、暫停、停止、進入、單步、匯編進入、匯編單步、返回、同步時鐘、復位。在程序運行后，暫停時可以打開Watch和Regesiter窗口內觀察寄存器和變量的變化。

27

在中斷程序設置斷點，看能否進入中斷。

28當進入中斷程序時，程序會在中斷點處停止

29

查看變量AD-Result和ADC10MEM值

30總結與思考本設計完成了對Pt100溫度傳感器信號進行檢測并顯示檢測結果，顯示間隔時間可設定這一課題，充分利用了MSP430的TA中斷，IO中斷，AD等資源。本作品能實時跟蹤當前環境溫度，但靈