基于MSP430F149單片機的多路無線溫度檢測系統(tǒng)

　　2. 2 溫度采集電路

　　為了使整個系統(tǒng)的功耗更低，采用低功耗的熱敏電阻NT C100 和MSP430149 內(nèi)部自帶的12 位A/ D 轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)溫度的采集功能。其理論分析與計算電阻值和溫度變化之間的關(guān)系。

　　式中: RT 為溫度T( 單位: K) 時的NTC 熱敏電阻阻值；RN為額定溫度T N ( 單位: K) 時的NTC 熱敏電阻阻值；T 為規(guī)定溫度( 單位: K) ；B 為NTC 熱敏電阻的材料常數(shù)，又叫熱敏指數(shù)。

　　常溫環(huán)境中，溫度為28℃，換算成開氏溫度為273. 15+ 28= 301. 15 K。通過多次測28℃及30℃環(huán)境下的數(shù)據(jù)，如表1 所示，取平均值，盡量減小誤差，算得B 值。

表1 測量NTC100 熱敏電阻B 值

　　通過式( 1) 可得，將T ，T N 都轉(zhuǎn)化成開爾文溫度進行計算得B = 4 064. 34。經(jīng)過比較發(fā)現(xiàn)，求得的阻值與測得的阻值很相近。

　　圖4 為溫度采集模塊，其中R 1 為熱敏電阻，R3 為200 kΩ電阻，R2 為0~ 20 kΩ 的可調(diào)電阻，用來調(diào)整溫度計的準確性。U0 為檢測到的電壓，將U0 接到單片機管腳，通過A/ D 轉(zhuǎn)換，將得到的電壓值轉(zhuǎn)換成溫度值,在LCD 上顯示出來。

圖4 溫度采集模塊

　　2. 3 顯示模塊

　　本次設(shè)計采用自制的16 位段碼液晶進行顯示。利用液晶驅(qū)動IC( HT 1621) 以及配套的液晶LCD 玻璃片，自制16 位段碼液晶。另外，驅(qū)動IC 上裝有兩種頻率的蜂鳴驅(qū)動電路，可以實現(xiàn)報警功能。

　　2. 4 串口通信模塊

　　在溫度采集過程中，由于系統(tǒng)隨時需要將采集到的溫度數(shù)值通過PC 機上的VC 界面進行顯示，因此需要在PC 機和單片機之間進行相互通信。由于PC 機的RS 232電平與單片機的TTL 電平不同，因此用MAX3232 芯片實現(xiàn)電平的相互轉(zhuǎn)換，這樣就可以實現(xiàn)單片機與PC 機之間的相互通信。

　　3 軟件設(shè)計

　　系統(tǒng)的軟件設(shè)計采用模塊化設(shè)計方法。下位機利用定時中斷發(fā)送溫度數(shù)據(jù)，利用端口中斷設(shè)置溫度報警的上下限，其他時間處于低功耗模式3 的狀態(tài)下，這樣可以大大降低功耗。上位機利用接收中斷接收數(shù)據(jù)，并且利用MAX3232 與PC 機通信。

　　NTC 熱敏電阻的主要缺點是熱電特性的非線性現(xiàn)象嚴重，本次設(shè)計采用查表法對NT C 熱敏電阻進行線性化。線性插值法軟件流程如圖5 所示。

圖5 線性插值法熱敏電阻非線性自校正程序流程圖