MSCl21OY5的便攜式高分辨率電子溫度計(jì)

2．2 液晶顯示器
液晶顯示器選用的是由深圳市拓普微科技開(kāi)發(fā)有限公司研發(fā)的128×96的全圖形點(diǎn)陣的液晶顯示模塊LM9033A。該液晶顯示模塊能產(chǎn)生四階灰度的顯示效果，此外還具有負(fù)向顯示、顯示視窗移動(dòng)、圖像移動(dòng)、軟件調(diào)節(jié)對(duì)比度等功能。模塊采用TAB結(jié)構(gòu)，最大外形尺寸為63．8 mm×47．4 mm×7．3 mm，提供串／并型接口模式，可滿足用戶(hù)對(duì)不同接口的需要。此模塊的特點(diǎn)有：?jiǎn)坞娫?．3 V供電，低電壓，超低功耗；內(nèi)建升壓電路；高對(duì)比度，F(xiàn)STN型LCD屏；白色LED背光。
LM9033A引腳名稱(chēng)及其功能如表2所列。

LM9033A提供了串／并兩種接口模式，為了節(jié)省單片機(jī)的引腳，使用了默認(rèn)的4線SPI串行接口模式，它與MSC1210Y5的連接方式如圖4所示。P1．3、P1．4、P1．6作為控制端口分別與CS、RST、RS連接，P1．7作為串行時(shí)鐘輸入引腳與DB6相連，P3．3作為串口與DB7相連。VDD、BLA接高電平3．3 V，RSS接地。

2．3 電 源
因?yàn)樵O(shè)計(jì)的是便攜式溫度計(jì)，電源既要保持一定的供電時(shí)間，還要具有盡量小的體積。因此選用了1節(jié)3 V的普通充電電池。

3 軟件設(shè)計(jì)
軟件開(kāi)發(fā)工具為Keil C，程序下載工具為MSC1210Y5的專(zhuān)用調(diào)試終端TI Downloader。軟件主要包括兩部分：溫度ADC程序和液晶顯示器程序。其中在溫度ADc程序中采用了過(guò)采樣和求均值的算法來(lái)進(jìn)一步提高ADC的分辨率和SNR，以使得溫度計(jì)能夠更加精準(zhǔn)并適應(yīng)更多的測(cè)溫環(huán)境，提高其抗干擾的能力。
3．1 求平均值
通常情況下，由于存在各種干擾，往往降低了ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果的精度。人們經(jīng)常采用低通濾波的方法對(duì)結(jié)果進(jìn)行處理，如取多次轉(zhuǎn)換結(jié)果的平均值作為轉(zhuǎn)換的實(shí)際結(jié)果。對(duì)ADC測(cè)量數(shù)據(jù)求均值等價(jià)于一個(gè)降采樣低通濾波器。求均值的樣本數(shù)量越大，低通濾波器的選擇性越強(qiáng)。MSC12lOY5提供了一個(gè)求和／移位寄存器，可以自動(dòng)完成多次轉(zhuǎn)換結(jié)果的平均，從而較少了軟件的開(kāi)銷(xiāo)并減輕了CPU的負(fù)擔(dān)。
3．2 溫度ADC程序
溫度模／數(shù)轉(zhuǎn)換部分首先配置ADC，允許進(jìn)行自校準(zhǔn)，然后進(jìn)入溫度的循環(huán)采樣，最后通過(guò)串口傳給主機(jī)。算法比較簡(jiǎn)單，如圖5所示。

3．3 液晶顯示器程序
液晶顯示器程序較長(zhǎng)，鑒于篇幅所限，在此不再贅述。

4 數(shù)據(jù)處理與分析
在不同的時(shí)間用該溫度計(jì)對(duì)室溫進(jìn)行測(cè)量，每次測(cè)量20組數(shù)據(jù)，去掉2個(gè)最大值和2個(gè)最小值后，將剩余的16組數(shù)據(jù)取平均值，以手持式熱棒溫度計(jì)JM222作為參照，檢驗(yàn)該溫度計(jì)的精度。JM222的分辨率為O．1℃，準(zhǔn)確度為±0．3℃。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表3所列。

表3中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，該便攜式電子溫度計(jì)精度較高，完全滿足常規(guī)環(huán)境下測(cè)量溫度的需要，具有較高的實(shí)用價(jià)值。下一步的工作是降低該溫度計(jì)的功耗和成本，并進(jìn)一步提高其精度和可靠性。