XXXXXXXXXX 本科生毕业设计（论文）学 院：XXXXXXXXXXXXXXX专 业： 自动化 学 生： XXX 指导教师： XXXXXXXX 完成日期：XXXXXXXXXXXXXXX基于MSP430单片机温度测量系统设计总计 毕业设计（论文） 47 页 表格 6 个插图 19 幅 基于MSP430单片机的温度测量系统设计摘 要温度控制仪表具有广泛的应用前景，在各种行业中都占有重要的位置，越来越多的领域应用到以单片机为控制核心，用液晶显示作为显示终端的数字化控制设备，通过单片机对被控对象进行智能控制。本设计是从降低开发成本、扩大适用范围、系统运行的稳定性、可靠性的设计目的出发，采用MSP430F149单片机为控制核心、以单线数字温度传感器DS18B20来完成温度信号的采集、温度以数宇的方式显示在LCD1602液晶上，最终实现温度的采集、显示。并重点阐述了系统的硬件构成和软件编程的设计过程。其中硬件构成有六部分:电源及复位模块、采集模块、报警模块、键盘输入模块和显示模块。MSP430F149是一种16位内含FLASH型芯片的单片机，具有高速运算、开发设备简便、可现场编程等特点，这给控制系统的设计带来了极大的便利性。各个模块的电路原理图都由protel来完成。关键词:MSP430F149 ；温度控制；DS18B2O；LCD1602AbstractTemperature control the appearance prospect, in various industries will occupy an important position, more and more fields to a monolithic integrated circuits to control the use led as a display terminal equipment by some monolithic integrated circuits to control the object is intelligent control.The design is to reduce costs, expand the development of the scope and the system running stability, reliability, designed by MSP430F149 monolithic integrated circuits to control the temperature sensor and figures DS18B20 to complete the temperature of the collection, the temperature in the number of ways in led display LED1602, achieve the temperature of the collection and display and police. The minimum temperature values based on actual requirements, the keyboard for set, for automatic temperature control and other function, and the hardware and software system of the programming process the design of hardware to constitute a part of six modules, power and resets the collected, keyboard, the module display module and.MSP430F149 is a 16-bit flash chips including the type of operation of a monolithic integrated circuits, the development of device easy, but the characteristics and programming for the control system design a great convenience., all modules of a schematic diagram of a circuit are protel to complete.Key words: MSP430F149；temperature control；DS18B20；LCD1602目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论11.1 MSP430单片机概述11.2 MSP430的特点21.3课题研究的主要内容41.3.1研究内容41.3.2论文安排4第2章 系统总体方案设计52.1控制系统的原理图52.2温度测量原理52.3 MSP430F149单片机62.3.1 MSP430F149的组成62.3.2 MSP430F149的特点72.3.3 MSP430F149的定时器及转换模块72.4 单线数字温度传感器DS18B2082.4.1 DS18B20的技术性能：92.4.2 DS18B20的应用范围92.4.3 DS18B20产品型号与规格102.4.4 温度传感器DS18B20特点：102.4.5 DS18B20使用中注意事项102.4.6温度传感器DS18B20内部结构112.5数据采集系统13第3章 硬件部分153.1 硬件电路图153.2 电源及复位模块163.3 键盘输入模块183.4报警模块193.4.1 功率放大器LM386193.4.2 LM386内部原理213.5 显示模块233.5.1 LCD1602 基本参数及引脚功能233.5.1.1 1602LCD主要技术参数243.5.1.2引脚功能说明24第4章 软件部分294.1 最小系统设计294.2采集模块304.3键盘输入模块314.4显示模块344.5报警模块37总结38致谢39参考文献40附 录41 IV第1章 绪论本章简要介绍单片机技术在工业上的主要应用，MSP430单片机的概述及特点，以及课题研究的主要内容及论文安排。1.1 MSP430单片机概述MSP430系列单片机是美国德州仪器（TI）1996年开始推向市场的一种16位超低功耗的混合信号处理器（Mixed Signal Processor）。称之为混合信号处理器，主要是其针对实际应用需求，把许多模拟电路，数字电路和微处理器集成在一个芯片上。德州仪器1996年到2000年初，先后推出了31X、32X、33X等几个系列，这些系列具有LCD驱动模块，对提高系统的集成度较有利。每一系列有ROM型（C）、OTP型（P）、和 EPROM型（E）等芯片。EPROM 型的价格昂贵，运行环境温度范围窄，主要用于样机开发。这也表明了这几个系列的开发模式，即：用户可以用 EPROM 型开发样机；用OTP型进行小批量生产；而ROM型适应大批量生产的产品。2000年推出了11X/11X1系列。这个系列采用20脚封装，内存容量、片上功能和I/O引脚数比较少，但是价格比较低廉。这个时期的MSP430已经显露出了它的特低功耗等的一系列技术特点，但也有不尽如人意之处。它的许多重要特性如：片内串行通信接口、硬件乘法器、足够的I/O引脚等，只有33x系列才具备。33x系列价格较高，比较适合于较为复杂的应用系统。当用户设计需要更多考虑成本时，33x并不一定是最适合的。而片内高精度A/D转换器又只有32x系列才有。2000年7月推出了F13x/F14x系列，在2001年7月到2002年又相继推出F41x、F43x、F44x。这些全部是 Flash 型单片机。F41x系列单片机有48个I/O口，96段LCD驱动。F43x、F44x系列是在13x、14x的基础上，增加了液晶驱动器，将驱动LCD的段数由3xx系列的最多120段增加到160段。并且相应地调整了显示存储器在存储区内的地址,为以后的发展拓展了空间。MSP430系列的部分产品具有Flash存储器，在系统设计、开发调试及实际应用上都表现出较明显的优点。TI公司推出具有Flash 型存储器及JTAG边界扫描技术的廉价开发工具MSP-FET430X110，将国际上先进的JTAG技术和Flash在线编程技术引入MSP430。这种以Flash 技术与FET开发工具组合的开发方式，具有方便、廉价、实用等优点，给用户提供了一个较为理想的样机开发方式。2001年TI公司又公布了BOOTSTRAP LOADER技术，利用它可在烧断熔丝以后只要几根线就可更改并运行内部的程序。这为系统软件的升级提供了又一方便的手段。BOOTSTRAP具有很高的保密性，口令可达到32个字节的长度。TI公司在2002年底和2003年期间又陆续推出了F15x和F16x系列的产品。在这一新的系列中，有了两个方面的发展。一是从存储器方面来说，将 RAM 容量大大增加，如F1611的RAM容量增加到了10KB。二是从外围模块来说，增加了I2C、DMA、DAC12 和SVS等模块13。1.2 MSP430的特点11、处理能力强MSP430系列单片机是一个16位的单片机，采用了精简指令集（RISC）结构，具有丰富的寻址方式（7种源操作数寻址，4种目的操作数寻址），简介的27条内核指令以及大量的模拟指令；大量的寄存器以及片内数据存储器都可以参加多种运算；还有高效的查表处理命令。这些特点保证了可以编制出高效的源程序 。2、运算速度快MSP430系列单片机能在25MHz晶体的驱动下，实现40ns的指令周期16位的数据宽度、40ns的指令周期以及多功能的硬件乘法器（能实现乘加运算）相配合,能实现数字信号处理的某些算法（如 FFT 等）。3、超低功耗MSP430单片机之所以有超低的功耗，是因为其在降低芯片的电源电压和灵活而可控的运行时钟方面都有其独到之处。首先，MSP430 系列单片机的电源电压采用的是1.8-3.6V电压。因而可使其在1MHz的时钟条件下运行时，芯片的电流最低会在165A左右，RAM保持模式下的最低功耗只有0.1A。其次，独特的时钟系统设计。在MSP430系列中有两个不同的时钟系统：基本时钟系统、锁频环（FLL和FLL+）时钟系统和DCO数字振荡器时钟系统。可以只使用一个晶体振荡器（32768Hz），也可以使用两个晶体振荡器。由系统时钟系统产生CPU和各功能所需的时钟。并且这些时钟可以在指令的控制下，打开和关闭，从而实现对总体功耗的控制。由于系统运行时开启的功能模块不同，即采用不同的工作模式，芯片的功耗有着显著的不同。在系统中共有一种活动模式（AM）和五种低功