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摘要本次设计内容为基于MSP430单片机的温湿度检测系统。
温度和湿度是药房、粮仓、温室大棚等场所的重要的环境因子，本文提出了一种基于MSP430F149单片机的温湿度检测系统设计，该系统设计方案具有测量准确、调试方便、可实时记录信息等特点，并可广泛应用于条件恶劣、人员不便进入的场合。
本次设计以MSP430F149单片机为基础，在分析其工作原理及相应管脚作用的基础上，结合我国现有气候的特点，进行温度、湿度参数的检测系统设计，完成了温湿度检测系统的方案，包括温度检测系统、湿度检测系统，使检测所得的数据量达到生产等环节过程中的精确要求。
温湿度检测系统的控制方案共有5个主要部分；其中包括温度检测系统、湿度检测系统、显示电路、电源电路。
本次设计对温湿度检测系统组态采用美国德州仪器开发的MSP430单片机，并在设计内容里详细介绍了MSP430单片机的相应优势及工作原理。
此次设计共分5章内容，主要包括温湿度检测系统简介、基本硬件介绍、硬件电路设计、软件程序设计等内容，全方位解析温湿度检测系统及其相应显示的方案，根据精度对生产等环节的要求进行各种精度的确定，包括传感器及运算电路，以实现系统最优且安全可靠。
关键词：MSP430F149单片机；温度检测；湿度检测IAbstractThe content of this design is the humidity and temperature monitoring system based on MSP430 Single-Chip Microcomputer. Temperature and humidity are two important environmental factors in some places like pharmacies, granaries and greenhouses. The design for the humidity and temperature monitoring system based on the MSP430F149 Single-Chip Microcomputer is presented in this thesis. The design of the system is characterized by accuracy in mensuration, convenience in debugging and real time information-recording and also widely used in the places which are too harsh for people to enter.The design grounded on the MSP430F149 Single-Chip Microcomputer, considering exsiting climate characteristics in our country, is planned in detecting system about parameters of humidity and temperature on the premise that has analyzing the working principle and pin function. The design has completed the schemes of humidity and temperature monitoring system, including temperature detecting system and humidity detecting system, to make sure the data size of the detection can meet the precise request in production and other links. There are five major parts in the scheme of humidity and temperature monitoring system, comprising temperature detecting system, humidity detecting system,display circuit and power circuit. The design adopts the MSP430 Single-Chip Microcomputer configuration by Texas U.S in the configuration of humidity and temperature monitoring system and the advantages and the working principle of MSP430 are introduced in the design in detail.The design consists of five chapters, including introduction of temperature and humidity detection system, the basic hardware,the hardware circuit design, software programming, which analyzes the humidity and temperature monitoring system and shown schemes related. It also determines the accuracy considering the importance of exactness in production, including the sensor and arithmetic circuit, to achieve optimization and reliableness of the system.Keywords: MSP430F149; temperature detection; humidity detectionII目录第1章引言 (1)1.1课题的目的和意义 (1)1.2国内、外现状及发展趋势 (2)1.2.1国内现状及发展趋势 (2)1.2.2国外现状及发展趋势 (2)第2章温湿度检测系统简介 (3)2.1 温度测量部分 (3)2.2 湿度测量部分 (3)2.3 显示部分 (3)2.4 电源部分 (3)第3章基本硬件介绍 (4)3.1 MSP430单片机 (4)3.1.1处理能力强 (4)3.1.2运算速度快 (4)3.1.3超低功耗 (4)3.1.4方便高效的开发环境 (5)3.1.5 MSP430F149系列 (5)3.1.6 MSP430F149各管脚 (5)3.2 DS18B20温度传感器 (8)3.2.1 4个主要的数据部件 (9)3.2.2 技术性能描述 (11)3.2.3应用范围 (12)3.2.4 DS18B20工作原理 (12)3.2.5 DS18B20引脚定义 (13)3.3 HM1500湿度传感器 (13)3.3.1 HM1500内部结构 (13)3.3.2 额定参数 (13)3.3.3 特性 (13)3.3.4 环境适应性 (14)3.3.5 HM1500湿度测量 (14)3.3.6 HM1500模拟线性电压输出 (14)第4章硬件电路的设计 (16)4.1 基础电路设计电路设计 (16)4.2 重要模块电路的设计 (16)4.2.1 温度检测电路的设计 (16)4.2.2 湿度测量电路的设计 (18)III4.2.3 电源转换电路的设计 (19)4.2.4 显示电路的设计 (20)第5章软件程序设计 (23)5.1 软件开发环境IAR FOR MSP430 (23)5.2 程序设计整体方案 (23)5.3 温度测量程序 (25)5.3.1 DS18B20温度传感器的驱动 (25)5.3.2 温度的测量与显示程序 (25)5.4 湿度测量程序 (25)第6章结论 (27)参考文献 (28)致谢 (29)附录 (30)附图 (46)IV第1章引言1.1课题的目的和意义这次毕业设计选题的目的主要是让生活在信息时代的我们，将所学知识应用于生产生活当中，掌握温、湿度测量系统设计的流程，方案的论证，选择，实施与完善。
目的
通过数字温度计的制作，介绍msp430单片机系列内核msp430f413微处理器，了解一个典型的430单片机系统的实现过程，能够使用430的C语言集成开发环境，掌握产品的开发流程。
目标对象
高等院校对口专业（单片机软硬件、电子工程、自动化等）高年级学生。
特别是面临就业的毕业班学生。
课程设计
实习课程安排：
1、msp430flash型超低功耗16位单片机的硬件结构介绍及应用领域
2、430的汇编语言和c语言的编程结构简单介绍
3、430的c语言开发环境（IAR Embedded Workbench for MSP430）的应用
4、配合一些简单的实例练习软件的使用和软件仿真
5、数字温度计的原理及电路图分析
6、焊接数字温度计的电路板
7、调试数字温度计的电路板，硬件仿真、功能实现及如何解决所出现的问题。
基于MSP430的温湿度测量仪设计集美大学信息工程学院电子信息工程专业2006届杨燕宇学号：2002820036【摘要】本设计以MSP43F437单片机为核心，采用集成化的数字温度湿度传感器，实现了对温度湿度的测量、显示、存储、传输、打印。
来自温湿度传感器信号IIC总线进入MSP430F437，在MSP430F437中，温度湿度数据一方面送LCD显示；另一方面将温度湿度数据存储在AT25256中，存储下来的温度湿度数据可以经RS232总线传输到PC中，在PC应用程序中，可以对温度湿度数据进行曲线显示，并可以打印报表。
同时还可以通过按键对温度湿度测量的时间间隔、是否存储、起始时间等参数进行设置。
此外，还采用VB编写了PC端应用程序。
整个系统可以外接9V DC电源供电，可以采用9V锂电池供电，由于MSP430单片机的超低功耗特性，以及程序设计中采用低功耗设计方式，使得整个系统非常省电，特别适合于手持式仪表。
【关键词】温度测量湿度测量MSP430The Design of Temperature and Humidity Meter Based on MSP430Information Technology College of Jimei University Major of Electronic Engineering ，2006 YANYU YANG ，NO：2002820036[Abstract]In this design, I use the MSP43F437 for core and take an integration numerical temperature sensor to carry out the measuring of the temperature degree and the humidity, and to show, to save, to transmit, to print the result of the measuring. The signal coming from the sensor is transmitted to the MSP430F437 through the IIC BUS. The data that we have gathered will be show in the LCD and will be deposited in the AT25256. The data we have deposited can be transmitted to the pc through the RS232 BUS. We can show the data by a curve in PC in virtue of application program, and we can also print the report forms. We can set the time partition, start time and can decide whether deposit the data or not through the keyboard. In addition, I also write the PC application program using VB. The system power is supply by 9V DC. We can drive the system by the 9V Lithium battery. Thanks to the low power exhausts characteristic of the MSP430, and we design the program in purpose of saving power, the system consume little, and the system is specially suitable for handheld appearance.[Key Words] Temperature Measure Humidity Measure MSP430摘要 (i)Abstract (ii)目录 (iii)引言 (1)第一章温湿度测量仪设计方案 (2)1.1 系统基本要求 (2)1.2系统基本结构 (2)1.3各个模块的功能 (2)第二章温湿度测量仪的硬件设计 (3)2.1 MSP430F437介绍 (3)2.2温湿度测量电路 (4)2.2.1温湿度传感器介绍 (4)2.2.2温度湿度测量电路 (6)2.3温度湿度数据存储电路 (6)2.3.1 AT25256介绍 (6)2.3.2 SPI协议介绍 (7)2.3.3温度湿度数据存储电路 (7)2.4 RS232通信电路 (8)2.4.1 RS232协议介绍 (8)2.4.2 RS232通信电路 (9)2.5段式LCD显示电路 (9)2.5.1段式LCD显示原理 (9)2.5.2段式LCD显示电路 (11)2.6按键电路 (12)2.7电源电路 (13)2.8 JTAG接口电路 (14)第三章温度湿度测量仪的软件设计 (15)3.1系统设计的总体流程图 (15)3.2系统参数设置程序设计 (16)3.3传感器温度湿度数据读取程序 (17)3.4温湿度数据存储程序设计 (18)3.5 RS232通信程序设计 (19)3.6段式LCD显示程序设计 (20)3.7按键程序 (20)第四章 PC应用程序设计 (21)4.1 Visual Basic介绍 (21)4.2 VB串口通信控件MSComm介绍 (22)4.3 PC应用程序设计 (23)第五章温度湿度测量仪的系统调试 (25)结语 (26)致谢 (27)温湿度测量是现代测量新发展出来的一个领域，尤其湿度的测量更是不断前进。
基于MSP430单片机的便携式温室湿度、温度记录仪的设计漆晓静【摘要】文章设计了一种低功耗便携式温室湿度、温度记录仪，该检测系统以低功耗MSP430单片机为主控，利用温度传感器、湿度传感器模块，进行温度、湿度的测量；通过时钟芯片和12864液晶实现数据的实时显示；通过E2PROM进行数据的实时存储和查询。
该记录仪具有小型化、实时化、低功耗和便携式等特点，通过测试，该设备能达到普通民用温室的测量精度要求，节能、稳定，可应用于温室种植研究的温度、湿度数据监测及记录。
%A kind of low power and portable recorder for temperature and humidity is designed in this paper,the detection system use low power MSP430 microcontroller to control,using the temperature sensor,humidity sensor module to measure temperature and humidity, Through the real-time clock chip and the 12864 liquid crystal to real-time display,Real time storage and query data byE2PROM.The recorder has the advantages of small size,real-time,low power consumption and portable etc.The test results show that the measurement precision can reach common greenhouse measurement requirements,the recorder has good stability,suitable for the planting ofthe greenhouse temperature,humidity data monitoring and recording.【期刊名称】《无线互联科技》【年(卷),期】2015(000)019【总页数】3页(P125-127)【关键词】MSP430单片机;温度传感器;湿度传感器【作者】漆晓静【作者单位】重庆电讯职业学院，重庆 402247【正文语种】中文现代农业、工业生产越来越机械化，比如农业方面，现在的大棚蔬菜、瓜果等的浇灌、施肥都可以通过机器来完成。
专业研究・Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ108 大陆桥视野·２０１６年第１６期引言随着人民生活水平的不断提高，人们对通讯的要求越来越高，表现在实时性，远程性，抗干扰性，而生活水平的提高让人们更加注重产品环保，节能的指标。
本文拟在低功耗处理器ＭＳＰ４３０５５２９硬件平台下，通过蓝牙的通讯协议，实时性的远程采集工厂车间的温度和湿度，用于工人可以远程实时监控室内温度，便利工人的操作，节省设备的功耗。
１．系统方案设计传统的车间温度检测大多采用水银温度计，或者湿度计，这样的虽然设备准确度高，但是需要工人不断的去车间来回走动，降低了工作效率，而且车间操作的时候，人员的擅自进入会涉及更多的安全性问题，这些都是对一个企业的安全保障致命的考验。
系统框图如图１所示：图１ 系统设计框图该系统分为控制部分，也就是ＭＳＰ４３０ ５５２９芯片，与蓝牙模块相连接，实现数据的处理和传输，通过处理器对数据的筛选和处理获得必要的数据类型，传感器是最底层的硬件接受设备，本设计用ＤＨＴ１１作为温湿度接受设备，该传感器用Ｉ２Ｃ的传输协议，具有传输简单方便快捷，易于移植，准确度高的优点，而且同时集成了温度与湿度的采集，不需要连接两个传感器，方便连接。
２．系统主要功能的实现２．１ 蓝牙模块的收发实现蓝牙模块与处理器相连接，首先需要确认蓝牙模块的地址，主机和从机通过制定的十六进制数据进行配对，配对完毕以后才能开始发送数据，ＨＣ－０６蓝牙模块使用方便便捷，无需任何蓝牙协议，内部集成常用ｕａｒｔ协议和蓝牙协议的转换，只需基本的ｕａｒｔ串口协议即可通过ＨＣ－０６发送接受数据，ＲＸ接口与处理器的ＴＸ接口相连，ＴＸ接口与ＲＸ接口相连接，通过串口发送数据到蓝牙模块，从机蓝牙模块发送给主机。
主要程序如下所示：void serial_init() {TMOD=0x20; TH1=0xfd;TL1=0xfd; //设置9600波特率SCON=0x50; //串口方式1，允许接收 TR1=1;}//串口初始化程序Void Send_Date(u8 dat) {While(TI!=0); SBUF=dat; TI=0;}//串口发送函数u 8 Recive_Date(void) {While(Ri!=0); Dat=SBUF; Ri=0;return Dat; }//串口接受函数２．２ ＭＳＰ４３０低功耗处理器的ＭＳＰ４３０系列单片机是美国Ｔｉ在１９９６开始在市场推广的１６位超低功耗、具有精简指令集（ＲＩＳＣ）的混合信号处理器（信号处理器混合）。
基于MSP430单片机的多通道温湿度记录仪的特点及应用作者：李鹏来源：《电子技术与软件工程》2016年第07期本文介绍一种温湿度的记录仪，这种记录仪是基于MSP430单片机的基础之上设计的，因此和其他的记录仪相比较而言有着很多的特点。
这种记录仪由于其优点突出，所以应用也相对而言较为广泛。
本文将详细的介绍该记录仪的特点和应用，希望可以帮助大家更加了解该温湿度记录仪。
【关键词】单片机记录仪特点应用1 多通道温湿度记录仪概述多通道温湿度记录仪是一种用来测量和记录电子元件的温湿度的仪器，它的显示屏是相对而言较大的，并且采用高亮度宽视角的TFT的液晶显示屏。
这种显示屏不仅大，而且看起来非常的清晰明了。
它的存储介质的容量也是非常大，可以存储大量的数据可以提供观测和分析。
这个功能就在一定程度上降低了记录的困难，真正的做到了全自动无纸化的数据记录功能。
在操作的时候，根据操作人员的习惯来设计，这样操作起来方便快捷。
我国目前的一些记录仪存在着一个缺点就是所记录的数据不可以长时间保存，但是这种多通道温湿度记录仪不仅本身可以进行记录，而且可以利用CF卡作为外部的存储记录的介质，这样可以将数据做到永久的保存，有利于进行数据的分析和比较。
2 基于MSP430单片机的多通道温湿度记录仪的特点我国国内的仪表技术发展也是日新月异，他们的设计技术也开始变得越来越成熟，因此种类也非常的多。
不同的种类的记录仪也有其不同的设计方式和自己最突出的特点。
多通道的温湿度记录仪也是如此。
2.1 系统软件方面的特点单片机的温湿度记录仪在软件设计方面有两个部分：第一个是它的单片机的软件方面，单片机软件的设计主要是用来负责采集和存储数据，并且将这些数据利用一些方式进行传递并最终反映到记录仪的显示屏上。
第二个就是它的应用软件的设计方面，在这个方面，单片机温湿度记录仪的特点在于它不仅仅只负责数据之间的通信，也负责测量数据，并且自动的进行校准和线性化。
整个测量系统在通电之后就开始进行硬件的初始化，在进行一系列的工作之后，记录仪就开始与电脑之间进行通信传递，在传递任务完成之后，系统会进入低功耗的模式来进行等待。
基于MSP430单片机的便携式气象仪设计作者：冒晓莉杨博张加宏来源：《现代电子技术》2013年第10期摘要：设计了一种低功耗便携式气象仪，该气象检测系统以低功耗MSP430单片机为主控，利用温度传感器、湿度传感器、气压传感器、风速和风向测量模块，进行温度、湿度、气压、风速、风向的测量；通过时钟芯片和12864液晶实现数据的实时显示；通过E2PROM进行数据的实时存储和查询。
该气象仪具有小型化、实时化、低功耗和便携式等特点，测试结果表明该气象仪的测量精度可达普通气象测量要求，稳定性好，特别适用于小区域的气候监测。
关键词： MSP430单片机；温度传感器；湿度传感器；气压传感器；风速风向传感器中图分类号： TN06⁃34； TH765 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2013）10⁃0142⁃050 引言温度、湿度、气压、风速、风向等气象参数的测量在日常生活、农业、渔业、工业、林业、航海等领域中起着十分重要的作用，很多地区气象参数的测量大多依靠当地天气预报，可是，天气预报地域范围较广，无法精确到小区域的气候测量。
而搭建气象台成本较高，性价比很低，因此设计一种小型化，便携式的综合气象测量仪就显得十分必要。
针对上述问题本文设计了一种低功耗便携式气象仪，该气象检测系统可以有效地测量小区域的温度、湿度、气压、风速、风向等气象参数，精度可达到普通气象测量要求，还有实时显示、实时存储、回溯查询的功能，具有低功耗、小型化、便携式、低成本的特点，适应于各种小区域的气象测量，具有一定的实用价值。
1 系统设计和工作原理如图1所示，本气象测量系统以低功耗单片机MSP430F149作为核心控制部件，加以温度测量模块、湿度测量模块、气压测量模块、风速测量模块、风向测量模块、时钟模块、以及E2PROM、液晶显示和独立按键等模块组成。
利用各个传感器将温度、湿度、气压、风速、风向转化为电信号，通过单片机处理后得到测量数据，各个数据和时钟芯片得到的时间信息一并在液晶上显示，实现气象参数的实时显示。
便携式体温检测仪的设计摘要随着科学技术的发展，医疗水平也不断提高，出现了各种医学仪器。
医学仪器主要用于对人的疾病进行诊断和治疗。
医用监护仪是医学仪器中不可缺少的一大类仪器，在医院中起着越来越重要的作用。
医用监护仪的主要作用是连续、实时的测量病人的生理参数。
本课题研究的便携式体温监测仪可以实现体温的实时测量，可以将测得的温度显示在液晶显示屏上，也可以将测得的温度传输给计算机，根据需要可以进步编写软件，由计算机绘制出患者在一定时间内的体温波动曲线，以供医护人员进一步分析患者的病情。
配合不同的温度传感器，本系统可以测量患者不同部位的温度。
配合不同的温度传感器，本系统可以测量患者不同部位的温度。
而且本系统的体积小巧，能耗很低，可以由电池供电，长时间的工作。
而且本系统的体积小巧，能耗很低，可以由电池供电，长时间的工作。
本系统的核心是TI公司生产的新型低功耗单片机MSP430F413。
这种单片机特别适合于低功耗的场合，能够使用电池长时间工作。
而且MSP430F413的价格相对较低。
本系统主要由三大部分组成。
第一部分是温度采集部分。
第二部分是液晶显示部分。
第三部分是串行通信部分。
关键词:MSP430；体温监测；液晶显示；串行通信Portable temperature detectorAbstractWith the development of technology,medical treatment level improved also,all kinds of medical instruments appeared.Medical instruments are mostly used when diagnosing and therapy hominine illness.Medical monitor is a sort of medical instruments,and it effects more andmore important function in hospital.The most important function ofmedical monitor is real time measuring patient's physiology parameter.Portal animal heat monitor in this article,can measure animal heat real time and show the temperature on LCD.It can transmit the temperature to PC.Then PC can make the temperature curve to help the doctors to diagnose.By using different temperature sensor,it can measure animal heat at different part.The main part of this system is new type、low power MCU MSP430 manufactured by TI company.This MCU is very suitable for ultra-low consumption situation,and it can work long time powered by battery.This MSP430F413 has low price.This system consists of there parts.The first part is temperature measure part.The second part of the system is LCD display.The third part of the system is UART.Key Words:MSP430；animal heat monitor；LCD display；UART引言体温是临床诊断各种疾病的重要依据。
基于MSP430单片机的低功耗数显温度计的设计
何江南
【期刊名称】《微计算机信息》
【年(卷),期】2015(000)020
【摘要】温度采集在各个行业中占有重要地位.介绍了一种由MSP430F149单片机、DS18C20温度传感器和SMC 1602A液晶显示器构成的实时温度显示的数显温度计.该数显温度计可以实现低功耗测量,并能保证测量精度.
【总页数】2页(P102,106)
【作者】何江南
【作者单位】宜昌市测试技术研究所,湖北宜昌443000
【正文语种】中文
【中图分类】TP368.12
【相关文献】
1.基于MSP430单片机的低功耗数显温度计的设计 [J], 何江南;
2.一种基于MSP430型单片机的数显模块设计 [J], 杜亮
3.基于MSP430F427单片机高精度智能语音数字温度计的设计 [J], 杨效春
4.基于MSP430F427单片机高精度智能语音数字温度计的设计 [J], 杨效春
5.基于MSP430单片机的超低功耗电子温度计的设计 [J], 朱秀斌;李高建;范栋梁因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
介绍了一种基于MSP430F系列超低功耗单片机的温湿度检则仪，详细阐明了温湿度检测原理、软硬件的设计与实现方法。
该仪器充分利用单片机自身资源，具有小型便携、高性能、低功耗、可编程等优点，可广泛应用于诸多领域的湿温度一体化测量。
/datum/showart.asp?art_id=56321引言温度、湿度是工农业生产的主要环境参数，对其进行适时准确的测量具有重要意义。
目前，随着经济的发展及生活环境的改善，在一些野外及流动性较大的场合（如农业温室、智能建筑等），传统的“温―阻”法和“湿―阻”法由于其体积大，操作不方便，消耗功率高（一般需加模拟风），已经很难适用。
因此，新一代准确可靠、快速灵敏、可便携式温湿度检测仪的研制势在必行。
该文以智能建筑为应用背景，提出一种以MSP430F413超低功耗单片机为核心构成的温湿度仪，详细阐明了该仪器的检测原理、硬件结构、软件编制等相关技术，并指出它的一些特点和优势。
2检测原理温湿度传感器是决定检测仪精度的关键器件，其选取的原则主要有测量范围、工作环境、线性度、互换性、灵敏度、响应速度、稳定性及体积大小等。
考虑以上因素和仪器的测量要求，设计采用Honey－well公司的薄膜铂电阻HEL－775测温，Humirel公司的高分子薄膜式湿敏电容HS1100作湿度测量［1］。
HEL－775的主要技术参数如下：测量范围－55℃～＋150℃、基本电阻1 000Ω（在0℃时）、测量精度好于±0．3℃、温度系数0．00375Ω／Ω／℃、互换性1 000Ω±1Ω（在0℃时）、满量程线性度±0．15％、响应时间10s（10ft／s空气中）、稳定性＜0．05℃／5a、自热系数3．0mW／℃。
HEL－775铂电阻元件的温度―电阻关系式［2］为：式（2―1）中Rpt为待测温度T时的铂电阻值，R0为零度时的基本电阻值，a、b、c 是温度系数＝0．00375Ω／Ω／℃时的取值常数，其中c在0℃以上取值0。
HS1100湿敏电容具有不需校准的完全互换性，能瞬时退饱和，适用于线性电压输出和频率输出两＜5s，温度系数为0．04pF／℃，稳定性0．5％RH／a，可见性能是较高的。
使用中的HS1100湿敏电容参数值与湿度RH、频率f、温度T有关，其关系式如下：C即典型标称电容，a3、a2、a1、a0取值为常数。
上述式（2―1）～式（2―4）说明：温湿度仪的高精度测量，必须考虑传感器的非性线、频率和温度补偿及测量误差等问题，因此在布置印刷电路板时应尽量减少引线电阻和分布电容以降低测量误差，在电路设计上要加线性化处理电路及温度补偿电路，或借助于单片机系统，由软件查表等方法进行处理、修正。
如有可能可用标准仪器进行校准，以提高测量精度。
3硬件实现检测仪的硬件主要由MSP430F单片机、测量转换、键盘显示、串口通信、电池电源、JTAG接口等部分组成。
由于单片机的硬件资源非常丰富，使得电路的加装器件很少，功耗极低且功能强大。
具体硬件电路原理如图3―1所示。
3．1MSP430F单片机单片机系统是检测仪的核心。
相比于MCS51、MCS96及PIC等系列，TI公司的MSP430F 系列超低功耗单片机［3］有很大的优势。
MSP430F系列单片机有多种型号，其功能组合各异，能满足不同应用场合的要求。
设计中采用MSP430F413，主要特点如下：·工作电压低（1．8～3．6V），电流小（225μA／1MHz／活动模式），5种低功耗模式；·16位RISC架构，27条精简指令，125ns指令周期；·丰富的中断源并可任意嵌套，用中断请求将系统从备用状态唤醒仅需6μs；·片内看门狗及上电复位电路，XTAL或DCO可选时钟源；·具有中断功能的比较器A（可用于16位斜率A／D转换）；·双向并行I／O口P1～P6，多数口有复用功能，·其中P1、P2设置成输入时，引脚上任何状态变化都会触发中断；·带3个比较／捕获模块的16位定时器A，可产生定时脉冲，捕获外部事件，甚至支持以硬件方式实现串行UART通信；·片内集成4×24段LCD液晶驱动器，其外部接线复用P2～P5口；·JTAG接口或片内BOOTROM使程序下载调试极其简便。
特别的是MSP430F413不需加装存储器，片内自带256BRAM及在线可擦除编程8KB 主Flash＋256B信息Flash。
其中主Flash分为每段512B的段0～15，信息Flash分为每段128B的段A、B，MSP430F413存储器可存放大型数表，有高效的查表处理方法。
检测仪安排段0～6为程序代码区、段7～11存放校正和补偿表格、段12～15为用户采集数据保存区、段A＋B存放各类参数和LCD显示字型表。
使用于电路中，其它主要模块的功能分配为：16位定时器A的比较／捕获模块0实现485串行通信；比较／捕获模块1、2用于温湿度测量；比较器A作电池欠压监测；复用P2～P5口驱动LCD液晶显示；预留JTAG接口以方便用户对仪器更新升级。
3．2测量转换16位定时器A的定时计数脉冲频率可高达8MHz，而且3个比较／捕获模块均可独立编程，工作于捕获模式时，能以中断方式快速捕获外部事件的发生时间。
依据这一特点，设计了基于CMOS双时基电路ICM7556的最简高精度测量电路，并借助单片机软件来解决非线性校正和各类补偿问题。
ICM7556中的一个时基电路（脚1～7）与精密电容C1（取2 200pF）、铂电阻，另一个时基电路（脚8～13）与精密电阻R1（取680Ω）、湿敏电容组成二路自激多谐振荡器，二路温湿度输出脉冲经1、13脚送入单片机定时／捕获口TA1、TA2处理。
脉冲周期随湿敏电容值CRH或铂电阻值Rpt而线性改变：当湿度从0％～100％RH变化时，CRH＝200～162pF，TRH＝189～151μs；温度从－50℃～＋150℃变化时，Rpt＝808～1 558Ω，Tpt＝2 464～4 747μs。
若以定时计数脉冲脉宽0．25μs分析，为保证采样精度，读取温度脉冲的1个周期宽度，分辨率达［150－（－50）］／［（4747－2464）／0．25］＝0．022℃，读取湿度脉冲的40个周期宽度，其分辨率达（100－0）／［40×（189－151）／0．25］＝0．017％RH。
为进一步降低功耗，减少铂电阻长期通电的自热、延长湿敏电容的使用寿命、避免温湿度输出脉冲的串扰，二路多谐振荡器设置为单独的启停可控，脚4、10通过单片机P1．7、P2．1分别加高电平时，有输出脉冲；加低电平复位时，铂电阻或湿敏电容上无电压，芯片仅流过60μA静态电流。
3．3键盘显示设计将P6口和P1．4作8×1快速键盘。
为读取按键值，首先设置P6为输出口，依次输出低电平，P1．4为输入口，开放中断，选定下降沿触发。
当有键按下时，由P1口中断及定时器A溢出中断服务程序，完成去抖动延时、按键互锁、键值读取等功能，得到的键值交后续程序处理。
片内LCD驱动器可工作于静态及2～4多选背极4种模式，最多可驱动4×24＝96段液晶。
图中R33、R23、R13、R03引脚设定液晶模拟偏置电压，提供驱动能力；S0～S23为段输出（每段3μA），COM0～COM3为公共输出，接LCD背极。
对LCD的软件控制也极其简单，控制寄存器LCDCTL定义工作模式及电流消耗，12个8位显示存贮器LCDM1～LCDM12存放96段要显示的状态信息，每位对应1段，其内容由查显示字型表来获得。
通过键盘，仪器可选择“测量／通信”使用方式、“温度／湿度／温湿度循环”采集类型、可按键校时、设置参数、启动采集、存贮数据等。
4×24段LCD显示屏可显示工作状态、时间、温湿度测量结果、超量程指示和电池欠电报警，从而大大方便了用户。
3．4串口通信为了对采集到的温湿度进行深入处理，需将数据从检测仪送至计算机中。
数据传输常用串行口，MSP430F413的定时器A有独特的以硬件方式实现UART的能力，CPU及软件的开销很小，其特点有：自动检测起始位、硬件实现75～115200bps波特率发生、硬件锁存RXD和TXD数据、半／全双工可选、可工作于超低功耗模式。
利用这一功能，配置低功耗接口器件MAX3485E，可构成半双工485串行通信口。
定时器A的比较／捕获模块0实现UART的具体原理详见文献［3］。
图3―1中P1．1／TA0接收，P1．0／TA0发送，位P1．3控制数据的流向。
设置通信波特率为9600bps，串行帧由11位构成，即1个起始位，8个数据位（D0～D7，低位在先），可编程第9数据位D8，1个停止位，帧格式如图3―2所示：其中可编程第9位作地址标识，为仪器与其它智能设备组网实现控制功能时使用。
3．5电池电源仪器电源使用单节1．2V镍镉电池，为保证供电正常及节约能源，设计了以DC／DC 电源转换芯片MAX1678为主的电源控制，完成以下功能：·电源通断。
按键盘“ON”键，MAX1687的脚为高电平，OUT脚输出仪器所需3．3V 电压，单片机启动后P1．5脚送来高电平互锁信号，使“ON”键松开后，MAX1687维持输出；按“OFF”键，MAX1687关断OUT脚输出，电流仅2μA。
·电池电压监测。
MAX1678的加载电压应不低于0．7V，否则不能正常工作。
MSP430F413的片内比较器A有多个基准，选择其中之一0．25×Vcc＝0．825V，电池正极直连比较器输入脚CA0，可省去分压电阻。
因此，电池电压低于0．825V时，触发比较器A中断，在中断服务程序内，驱动LCD报警显示，提示用户更换电池。
·自动关机。
每次测试完成，如果不再操作，则通过定时器A溢出TAIFG中断计时，3 min后，P1．5脚送出低电平，MAX1687输出0V，从而切断仪器电源实现自动关机。
4软件实现检测仪的软件用MSP430F413汇编语言编制。
为了方便程序调试和提高可靠性，软件采用模块化结构，主要由初始化程序、主程序、子程序、参数表格等组成。
单片机系统上电后，进入初始化程序，完成对片内各模块工作方式的设置、清LCD存储器、端口设定等初始化工作，然后转入主程序，开启中断，设置进入低功耗模式。
该软件设计的一大特点是采用中断事件触发技术，其目的在于降低功耗。
在主程序设置LPM0低功耗模式（32μA）后，CPU即被禁止，外围模块维持活动，并等待各类中断事件。
如有中断，6μs内CPU被唤醒，并执行如下相应中断服务子程序完成各种事件处理功能：（1）比较器A子程序（刷新LCD显示存贮器报警部分，提示电池欠压）；（2）P14按键子程序（启动按键去抖动、键盘互锁）；（3）定时器溢出TAIFG子程序（键盘去抖动计时、键盘开锁、键值读取及处理；3min 自动关机计时）；（4）定时器比较／捕获CCIFG1子程序（温度采集、滤波、非线性校正、超限判定、LCD显示存贮器温度部分刷新）（5）定时器比较／捕获CCIFG2子程序（湿度采集、滤波、频率和温度补偿、非线性校正、超限判定、LCD显示存贮器湿度部分刷新）（6）定时器比较／捕获CCIFG0子程序（串行485口通信数据接收和发送）当每次执行完中断服务子程序而返回，在主程序中又重置LPM0低功耗模式，CPU等待下一个中断事件唤醒，如此往复，可使系统多数时间处于低功耗运行状态。
