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MSP430F149的无线温湿度环境实时监测系统刘承桥;张耀南;冯克庭;李柏年;杨永如【期刊名称】《单片机与嵌入式系统应用》【年(卷),期】2015(15)5【摘要】A wireless and real-time system which can monitor temperature and humidity is introduced.This system takes MSP430F149 as the low-power microcontroller,and employs SHT21 which is a high precision and low-power temperature and humidity sensor to measure the temperature and humidity.Mean while,PCF85 63 which is a high accuracy real time clock chip is applyed to provide the system's time benchmark.This system sets the thresholds of temperature and humidity based on the actual demand,and it will give an alarm and send the local time,the value of temperature and humidity,and the relevant prompts indicates to the mobile terminal by GPRS when the value of temperature or humidity is out of the range.The system is for the wireless and real-time monitoring temperature and humidity,and could be employed in multiple environments.%介绍了一种无线温湿度实时监测系统。
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。
基于MSP430F149单片机与AM2301传感器的温湿度计设
计
化腾飞
【期刊名称】《山东农业大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2015(000)001
【摘要】为提升家居生活的安全性、便利性、舒适性、艺术性及实现环保节能，需实时监测家居环境的温湿度、亮度等条件，以便更好地了解家居环境并进而对家居环境进行智能控制。
鉴于此，基于高性能、低功耗单片机MSP430F149通过单总线方式控制温湿度传感器AM2301，实现了智能温湿度计对家居环境中温度、湿度进行监测。
当家居环境中的温湿度过高、过低时都会有相应的LED灯闪烁警告；并且通过LabVIEW设计实现了上位机软件显示温湿度数据，方便通过PC机实时查看家居环境中的温湿度值。
为智能家居的环境监测做了基础工作，并方便基于MSP430F149单片机做进一步扩展工作，为实现智能家居奠定了基础。
【总页数】5页(P143-147)
【作者】化腾飞
【作者单位】太原理工大学新型传感器与智能控制教育部和山西省重点实验室，山西太原 030024
【正文语种】中文
【相关文献】
1.一种基于HF3223湿度传感器的数字显示湿度计设计 [J], 刘伟;崔晓
2.基于 AM2301单总线协议数据采集系统的设计 [J], 陆正杰
3.基于AM2301温湿度计设计 [J], 秦伟
4.基于AM2301温湿度计设计 [J], 秦伟;
5.基于S3C2440开发板与AM2301传感器的卫星天线温湿度报警 [J], 何俊因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于MSP430F149的智能仪表的设计D e s i gn o f I n te lligen t I n s trum e n t B a se d o n M SP430F149黄 琦 王文海(浙江大学控制科学与工程学系,杭州 310027)摘 要:介绍了智能仪表的定义和工作原理。
研究了16位混合信号处理器MSP430F149的体系结构,提出了一种基于MSP430F149的智能仪表的设计方案,具体阐述了该智能仪表的前向通道、后向通道、抗干扰电路等硬件设计和系统中的主程序、各功能模块的软件设计。
该仪表具有功能强、结构简单、可靠性高、抗干扰能力强等特点,根据不同的需求可以应用于多种工业控制现场中。
关键词:智能仪表 外部设备 牛顿迭代法 PI D控制中图分类号:TP18 文献标识码:AAbstract:The definition and operati onal p rinci p le of intelligent instrument are p resented.The architecture of162bit hybrid signal p r ocess or MSP430F149is studied.A design strategy of intelligent instrument based on MSP430F149is p roposed.The hardware design of its for ward channel,backward channel,and anti2interference circuit as well as the s oft w are design of main p rogram,and functi onal bl ocks are described concretely.The instrument features powerful functions,si mp le structure,high reliability and anti2interference capability.Based on different re2 quirements,it can be used in vari ous industrial control fields.Keywords:I ntelligent instrument Peripheral equi pment Newton interpolati on P I D control0 引言随着微电子技术的不断发展,产生了集CPU、存储器、定时器/计数器、并行和串行接口、看门狗、前置放大器甚至A/D、D/A转换器等电路于一块芯片上的超大规模集成电路芯片(即单片机)。
基于MSP 430 F 149 的温/湿度检测系统摘要：介绍了基于MSP 430 单片机的温湿度检测系统的设计方案. 系统以MSP 430 F 149 单片机为核心，采用集成温湿度传感器AD 590 和HM 1500，给出温湿度检测系统的软硬件设计. 该系统具有结构新颖、电路简单和控制方便等优点，并可根据需要设置温度的上、下限，系统具有超过设置上、下限温度自动报警等功能. 实验证明该系统成本低、可靠性高，有着很高的实用价值.关键词：温湿度检测；MSP 430；AD 590；HM 1500中图分类号：TP 212 文献标识码：A随着社会经济的发展和科学技术的不断进步，许多情况下都需要对环境的温湿度进行限定，因此，为了随时可以检测温湿度以进行监测[1-2]．为此，本文利用集成温湿度传感器AD 590 和HM 1500 的测量快速、使用简便等特点，同时结合MSP 430 单片机强大的功能，设计了一个监控系统来对温湿度进行实时监控以进行超限报警．本系统测量准确、调试方便、可实时记录报警信息、方便工作人员排故，并且也可广泛应用于条件恶劣、人员不便进入的场合．1 温、湿度检测系统的总体方案系统的总体设计方案如图1 所示．方案采用分别设计温度和湿度采样电路的方法，将集成温度传感器AD 590 采集得到的电流信号和湿度传感器HM 1500 采集到的电压信号转换为给定范围内的电压信号．然后由单片机MSP 430 F l49 的A/D 采样端口将该电压信号读入，如果温度值大（小）于门限值或者湿度大（小）于门限值就给出报警信号，同时点亮红或绿灯以区分温度或湿度超限．并且上下门限值可以通过按键进行相应的设定．同时，系统还可以把所测的温、湿度值实时显示出来．2 器件选择2．1 MSP 430 F l49 单片机MSP 430系列单片机是TI公司推出的功能强大的超低功耗l6位混合信号处理器．该系列单片机以其极低的功耗、强大的处理能力、丰富的片上外围模块、方便高效的开发方式等特点，被广泛应用于便携式仪表、智能传感器、实用检测仪器、电机控制等领域．为最大限度地利用单片机端口和片内外设并降低设计成本，本设计选用MSP 430 F 149，该单片机有6 个I/O 端口，同时内置l2 位AD 采样器，可完全满足温湿度采样的精度要求[3-4]．2．2 AD 590 温度传感器AD 590 是美国AD 公司生产的二端式集成温度-电流传感器，该器件体积小、重量轻、性能稳定．测温范围为-50～＋150 ℃；线性电流输出为1 A；线性度好，测量精度为±0．3 ℃；电源电压范围为4～30 V．当电源电压在5～10 V 之间，电压稳定度为 1 ％时，其误差只有±0．1 ℃[5]．图1 系统硬件结构图Fig．1 Hardware structure of systemAD590 HM1500MSP430F149LCD键盘报警LCDMSP 430 F 149信号调理AD 590 HM 1500第28卷第8期河南科学河南科学2．3 HM 1500 湿度传感器线性电压输出式集成湿度传感器HM 1500 采用获得专利的湿敏电容HS 1101 设计制造．其湿度测量范围为5 ％～99％（相对湿度）；相对湿度精度为3％；工作温度为-30～＋60 ℃；工作湿度范围为0～100 ％（相对湿度）；供电电压为5 V （最大电压DC16V）；可输出DC 电压为1～4 V；响应时间为5 s，适用于工业级场合[6]．3 信号调理电路设计3．1 温度测量电路设计考虑到AD 590 温度传感器的输出电流源特性．设计的温度信号测量电路如图 2 所示．该电路的温度测量范围为-10～＋50 ℃．AD 590 采用15 V 电压供电；电阻R1 用于调整零点；电阻R3 为精密电阻，用来调整增益．运放的同向端输入2．50 V 精密参考电压，该电压由TL 431 提供．IN 端输入AD 590 的电流．OUT端输出为相应转换所得到的电压．根据AD 590的特性，在-10℃时，流过电流为262．2 μA．设计使这部分电流全部流过R1，R2，而其后增加的电流均流过R3，OUT 端的输出电压为V out=2.5-R3 （I-262.2）=2.5-39 （I- 2.5R1 +R2）．（1）当温度在-10～＋50 ℃之间变化时，该电压就在2．5～0 V 之间反向线性变化，调节R2 的阻值大小可以消除不同传感器的零点误差[5]3．2 湿度测量电路设计图2 温度测量电路Fig．2 Temperature measurement circuit 图3 湿度测量电路Fig．3 Humidity measurement circuitAD590D1D2LM224LM224R1 R2R3R4R5C1KTL431-+-+ 1.0k 9.1k39k50010 AVREF+15VVCC+5V +5V5k+5VOUTLM 224+15 VAD 590R3R1 R2R4R539 k1.0 k 9.1 k5 kLM 224TL 431AVREF C1 10 μ+5 V500 Ω+5 V +5 V VCCD1OUTD2 +-+-D1D2LM224 LM224R4 -+-+VCC+5V+5V2.4k OUT-++5V2.0kR3R6 R7 2.4k 2.0k R52.0kR12kR21K+2.5V HM1500+2.5 V+5 V R1R22 k1 kR52.0 kHM 1500- R62.4 kR72.0 k++5 VLM 224LM 224D 2D 1VCC+5 VR32.4 kR42.0 k-+-+OUT1002 - -2010年8月张景文等：基于MSP 430 F 149 的温/湿度检测系统由于该电路中没有负压．电路的主体采用差分式减法电路，精密电阻R3 ＝R6 ＝2．4 k Ω，R4 ＝R7 ＝2 kΩ，用这4 个电阻可调节增益．通过HM 1500 传感器测量所得到的湿度电压信号从IN 端输入，差分的另一侧输入．由TL 431 提供2．5 V 的精密电压分压后可得到1．0 V 左右的电压．并由此可以得到输出电压的计算公式为V out=R4R3（Vin -Vs）．若输入电压在1～4 V 之间变化，则输出电压就相应在0～2．5 V 之间变化．调节R1 可以消除不同的湿度传感器的零点误差．3．3 键盘、显示器接口电路键盘部分提供一种扫描工作方式，它与4个独立按键相连接，能对键盘不断扫描，自动消抖，自动识别出按下的键，并给出键码．显示部分为1602 液晶显示芯片，可以显示 2 行16 个字符．系统中设置的4 个键均为功能键用以实现温湿度的自动加、减 1 功能来实现越限值设定．3．4 声光报警电路该电路根据超出温、湿度上下限给出声光报警信号．通过不同颜色的光来确定是温度或湿度超限．4 软件设计方案考虑本系统对于实时性要求较高，同时程序并不复杂，因此采用C 开发软件[7]．根据软件的功能将软件分成不同模块，每个模块完成一定的功能，模块与模块之间相对独立，这样不但结构清晰，而且便于阅读，调试和提高程序的利用效率．温/湿度检测系统主要完成检测功能．系统软件采用结构化的设计思想，根据功能可以将软件分为主程序、键盘中断服务程序、A/D 转换子程序、声光报警子程序、显示子程序组成．系统的主程序流程如图 4 所示．主程序中的程序初始化包括寄存器设置和相关单元清零设置等．系图4 主程序流程图Fig.4 Flowchart of main programming- ! " # $ % & '( ) * + , - ) .( ) * + , / ) . " # " #启动温度声光报警（红光）启动湿度声光报警（绿光）湿度超限温度超限进行异常分析是否超限显示子程序进行温，湿度数据处理启动温度A/D转换启动湿度A/D转换是否有键按下开启中断系统初始化关闭中断关闭看门狗开始NYNY1003 - -第28卷第8期河南科学河南科学统上电以后，首先温湿度信号采样，然后进入循环状态进行温湿度信号采样，接着对采样得到的数据进行处理并存储，把得出实际温、湿度值与设定值进行比较，实现声光报警．5 结论本系统最大的特点是测量准确、结构简单、调试使用方便、性价比高、可以单独使用，也可以和上位机连接．为了确保整个系统运行的稳定性，本系统还用硬件设计上采用了单片机上电复位电路，而在软件设计中则加入了看门狗和软件陷阱．实验证明，该装置运行可靠，测量误差小，具有很好的应用效果，因此，可以广泛应用于工业环境中对温度或者湿度有超限报警要求的场合．参考文献：［1］朱旭光，刘建辉．农业大棚的温湿度控制系统［J］．自动化技术与应用，2005 （2）：45-47.［2］张全国，徐广印，杨群发，等．户用钢制辅热式沼气发酵系统试验研究［J］．太阳能学报，2004，25 （6）：755-759.［3］沈建华，杨艳琴，翟骁曙．MSP 430 系列l6 位超低功耗单片机原理与应用［M］．北京：清华大学出版社，2004．［4］魏小龙．MSP 430 系列单片机接口技术与系统设计实例［M］．北京：北京航空航天大学出版社，2002．［5］逢玉台，王团部．集成温度传感器AD 590 及其应用［J］．国外电子元器件，2002 （7）：22-24．［6］洪家平．基于PIC 系列单片机的智能湿度测量［J］．仪器仪表用户，2004 （6）：56-57.［7］谭浩强．C 程序设计［M］．2 版. 北京：清华大学出版社，1999．Temperature /Humidity Detection System Based on MSP 430 F 149Zhang Jingwen1，Wang Linjun2，Zhang Zhen3，Gao Weilang4，Wang Jiansen1（1．School of Energy and Power，University of Technology，Lanzhou 730050，China；2．College of Mechano-Electronic Engineering，Lanzhou University of Technology，Lanzhou 730050，China；3．Shenyang Power Supply Section，Shenyang Railway Bureau，Shenyang 110003，China；4．College of Mechanical Engineering，Anhui University of Technology，Ma’anshan 243002，Anhui China）Abstract：This paper presents a new design of hardware and software based on MSP 430 micro-controller for thetemperature and humidity testing system．The MSP 430 F 149 micro-controller is used as the central unit and anintegrated temperature and humidity sensor AD 590 and HM 1500 is applied．The system possess of many exce-llences，including its novel structure，simple circuit and expedient control．The upper and lower limit value of thetemperature and humidity detected by this system can be set discretionarily and an alarm will be given by systemif the temperature exceeds the limits．Experimental proof of the system’s low cost，high reliability and have highpractical value．Key words：temperature and humidity testing；MSP 430；AD 590；HM 15001004 - -。
基于MSP430F149的温度记录仪的低功耗设计
周乐川;洪沁;叶树明
【期刊名称】《仪表技术与传感器》
【年(卷),期】2008(000)002
【摘要】温度记录仪的应用十分广泛,经常需要进行长时间的工作,对于电池供电的记录仪来说,系统的低功耗设计是仪器成败的关键之一.围绕着低功耗的原则,以微处理器MSP430F149为核心,通过软、硬件的各种优化,设计出一款轻便、低功耗的温度记录仪,满足了长时间自动记录温度的要求.通过实际测量和理论计算,得到了MSP430F149在特定任务下令系统功耗最优的工作频率.
【总页数】3页(P94-96)
【作者】周乐川;洪沁;叶树明
【作者单位】浙江大学生物医学工程与仪器学院,浙江杭州,310027;杭州广播电视大学,浙江杭州,310012;浙江大学生物医学工程与仪器学院,浙江杭州,310027【正文语种】中文
【中图分类】TP274
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1.低功耗微型随行温度记录仪设计 [J], 王玥;李宏义
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3.低功耗便携式温度自动记录仪的设计 [J], 范成林;陈林涛
4.低功耗温度、压力数据记录仪的设计 [J], 柴钰;李艳春;武少辉;李文贵;张肖波
5.低功耗微型随行温度记录仪的设计 [J], 陈传忠
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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。
