超低功耗电子温度计

《超低功耗电子温度计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、超低功耗电子温度计摘要:本系统采用TI的超低功耗单片机MSP430F2274为控制核心。实现了题目要求的温度测量及显示、时钟显示。增加了湿度测量、PID温度控制功能、电源电压检测与低电报警等创新功能。还可以设置时间及最高最低报警温度，具有达到最高或最低温度报警指示的功能关键词：MSP430F2274DS18B20湿度检测电压监控Abstract：ThesystemusesTI’sultra-lowpowerMSP430F2274MCUascontrolcenter.Itcanrealizesomefunctions,suchastemperaturemeasurement,humiditym

2、easurement,clockdisplaying,PIDtemperaturecontrol,power’svoltagemeasurementandalarmforlow-voltage.Atthesametimeitcansetthetimeandthehighestandthelowesttemperature,andhavethewarningfunctionsofthehighestandthelowesttemperature.KeyWords:MSP430F2274DS18B20HumiditytestVoltagemonitoring1.方案论证与比较1.1控制器部分方案

3、一：采用ATMEL公司的AT89C51作为控制器的方案AT89C51静态漏电流高达40uA,远不能满足题目的要求，且无内置AD，使用不灵活。方案二：采用超低功耗MSP430F2274单片机MSP430系列单片机自带高精度的AD避免了外接A/D转换芯片。掉电模式但时钟仍然运行的情况下静态消耗电流只有0.8uA左右。考虑到题目要求我们选择方案二。1.2数据采集部分方案一：选用NTC热敏电阻器作为测温传感器此类电路为了测量精确电路连接较为复杂，电路消耗电量也较大，不仅不会节能而且增加了电路的不稳定性。感温时间也不能满足单片机的要求。方案二：选用DS18B20作为测温传感器DS18B20采用独特的单

4、线接口，仅需一个端口进行通讯，零待机功耗。测温范围为－55℃～125℃测温精度0.0625℃，数字量转换时间小于200ms。综合分析我们选择方案二。1.3显示部分方案一：选用通用型128×64LCD液晶显示屏，但本类液晶屏的功耗比较大。方案二：段码液晶显示屏，利用HT1621驱动四个8字的液晶玻璃片。因为HT1621的驱动电压与MSP430单片机的工作电压一致，且此类液晶耗电量极低。方案二完全可以满足项目要求。所以选择此方案。１２1.4电源部分我们选用3.6V的LIR2032锂电池供电，为了更加节能，选用了太阳能电池板作为辅助电源，让锂电池使用时间增长。在有阳光或者强烈的灯光的情况下，太阳能

5、电池板就可以满足温度计供电。在一些紧急场合，电池没电时，温度计仍然可以使用。2.具体实现方案2.1硬件组成以美国德州仪器的MSP430F2274为控制核心，辅以液晶显示温度检测等外围电路，实现了准确而又节能的超低功耗电子温度计。其硬件结构框图如图2–1。2.1.1MSP430F2274的主控电路图TI公司的MSP430F2274是一款16位的超低功耗MCU，根据题目要求设计了如附录1所示的主控制电路。图中只有一个MCU一个复位键一个晶振组成最小系统，外围器件简单，为系统的节能和稳定工作提供了基础。2.1.2液晶驱动及报警电路选用HT1621B作为LCD的驱动器件。主控制器与HT1621B之间

6、接口只需四根线。HT1621B工作电压2.4V-5.2V，恰好可以适用于430单片机.此外HT1621B可以通过掉电指令来降低器件的功耗，更能满足题目对节能的要求。在做完驱动的同时加了一个蜂鸣器，从而让温度计有了告警的作用，如附录2所示。2.1.3DS18B20温度检测电路由于题目要求测温范围是10-30℃测温精度为1℃，然而DS18B20的测温范围为–55-+125℃，测温精度为0.0625℃，远可以满足要求。在设计时考虑到液晶显示等限制，我们把测温精度设置为了0.1℃，测温范围0-99.9℃。图2–1DS18B20温度检测电路2.1.4湿度检测电路图2–2湿度检测电路湿度检测电路选用湿敏

7、电阻CHR02-653作为湿度传感器，用一个电阻与湿敏电阻对电源分压，组成的湿度检测电路，耗电量小，因为MSP430F2274内置10位AD。转换速率可以达到200Kbps。为了保证测量精度，采用多次测量求平均值的方法进行数据处理。启动湿度检测后，进行10次AD转换，将平均值显示出来。１２2.1.５键盘为LCD供电部分图2–4硬件结构框图MSP430F2274DS18B20测温模组4位八段LCD液晶屏报警电路