基于msp430控制的温度采集系统的设计

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1、万方数据单片机开发与应用中文核心期刊‘微计算机信息)(嵌入式与SOC)2008年第24卷第5-2期文章编号：1008-0570(2008)05—2-0090-03基于MSP430控制的温度采集系统的设计ADesignOfTemperatureCollectionSystemBasedOnMSP430(南京工业大学)何术利洪厚胜HEShu··liHONGHou-·sheng摘要：本文介绍了利用MSP430F413单片机实现温度采集的一种方法。并将卡尔曼滤波应用于测量系统，提高了系统的测量精度，移植了MODBUS协议，使本系统可以和具

2、有支持标准MODBUS协议的上位机通讯。关键词：MSP430F413；LM331：卡尔曼滤波中图分类号：TP216文献标识码：BAbstract：ThispaperdescribesamethodoftemperaturecollectionbasedonMSP430F413MicrocontrollerandapplyKalmanfiltertotemperaturemeasurement，improvedtheprecisionofthesystem，AndtransplantedMODBUSprotocoltoMSP430F

3、413Microcontroller，80itcancommunicationwiththemaincontrollerwhichsustainMODBUSprotoc01．Keywords：MSP430F413；LM331；Kahnanfilter1概述温度是工业生产中常见和最基本的参数之一，在生产过程中常需对温度进行监控。采用单片机进行温度检测、数字显示、信息存储及实时控制．对于提高企业生产效率和产品质量、节约能源等都有重要的作用。为此，我们设计了一种采用MSP430F413单片机控制的温度采集系统，并移植MODBUS协议于本

4、设计，使本系统可以和具有安装标准MODBUS协议软件的上位机通讯，便于温度数据存储等。2系统硬件设计2．1系统接口电路图1给出系统整体接口电路。图中省略了MsP430F413的最小外围系统电路及电源模块。温度传感器的输出信号经温度变送模块转化为0—5V标准的电压信号，由VIN进入电压，频率Ⅳ∞转换模块，转换为0—100kHz的频率输出至MSP430F413，经MSP430F413采样计算后显示在液晶模块上。本设计所用液晶模块显示为cM240128。CM240128是一个中英文文字与绘图模式的点矩阵液晶显示模块，内建512KByte

5、的ROM字形码，可以显示中文字型，数字符号，英，Et，欧文等字母，并且内建双图层的显示内存。在文字模式中可接收标准中文文字内码．直接显示中文而不需要进入绘图模式以绘图方式描绘中文．可以节省许多微处理器时间。设置P4端口为液晶显示模块数据输入口。P3，O—P3t3引脚为输出，P3．4为输入。P3．0定义为Rs，P3．1定义为／WR，P3．2定义为／CSl，P3．3定义为／RD，P3。4定义为BUSY，判断液晶模块是否为忙。由于MSP430F413没有通讯接口，所以要进行通讯必须用I／OI：1模拟，本设计用P2．1口做为RXD接收数据

6、，P2．5口做为何术利：在读研究生TXD发送数据。图1系统接口电路2．2键盘设计键盘采用矩阵式薄膜键盘，共20个，其中用一片74I_5138译码器用于键盘的列选择．共6根线可以扩展20个按键．节省了系统的I／OEl。键盘接El采用行列扫描的方法实现．在系统工作时使用加口中断方式实现键盘输入。面MSP430F413的Pl、P2口均可用于对外部事件的中断处理。本设计中MSP430F413的P2口接键盘，提高了MCU的效率。2．3Ⅵ模块设计系统用V，F转换芯片将O一5v电压信号转变成频率输出至单片机，既节省了10口，也节省了AD转换芯片

7、，降低了系统成本。压控振荡器LM331是～电压钡率转换芯片．它的突出特点是把模拟电压转换成抗干扰能力强，可远距离传送并能直接输入计算机的脉冲串。由MSP430单片机的Timer模块检测输入频率以实现A／I)转换功能。LM331使用了温度补偿能隙基准电路，因而具有极佳的温度稳定性。同时该器件的脉冲输出可与任何逻辑形式兼容；LM331可单、双电源供电。电压范围为5—40V；满量程范围1Hz一100kHz；最大非线性误差为0．01％。LM331其电压领率对应关系为：F0=KVi．其中K=RS(2．09Rt*Ct*RL)，Rs=ILsI+

8、Rs2为了提高系统的抗干扰能力．在输出部分加了一片光耦隔一90—360元／年邮局订阅号：82．946万方数据匿亘垂塑雯亟耍雯垦圈单片机开发与应用离，提高了系统的抗干扰能力。有利于信号的远距离传输。表2Modbus寄存器类型及功能码3Modbus协议