基于MSP430F133单片机的智能温控仪

温度测量系统设计，基于msp430单片机本文介绍一种应用msp430 单片机测量温度的方法，来代替传统教学中相对落后的热敏电阻结合电流表的实验方法。

1 温度测量部分用于测量温度的温度敏感元件有很多种，比如热电偶、热敏电阻、集成温度传感器、数字温度传感器等等。

本系统采用的是热敏电阻。

热敏电阻由对温度非常敏感的半导体陶瓷质工作体构成。

与一般常用的金属电阻相比，它有较大的电阻温度系数，可以获得较高的温度分辨率。

不同材料制成的热敏电阻适用的测温范围不同，如CuO 和MnO2 制成的热敏电阻适用于-70~120℃，适于测量体温。

温度是模拟量，要把被测的模拟量转换成数字量，以供单片机处理。

为了节约成本，可以通过斜率A/D 转换来实现模数转换。

斜率A/D 转换是利用外接电容的充电和放电来实现的。

电路连接如图1 所示。

应用msp430 的比较器(Comparator_A)和定时器(Timer_A)，可以测量热敏电阻的阻值。

根据阻值和温度的对应关系可以得出待测的温度，实现A/D 转换。

将Comparator_A 的CA0 端接外部信号，CA1 端接内部参考电压0.25Vcc.Timer_A 工作在捕获模式，下降沿捕获，通过CCI1B 捕获CAOUT.先使P1.2 端口输出高电平，通过Rref 给电容C6 充电。

充电完毕时，CA0 端电压高于CA1 端电压，CAOUT 输出1.读Timer_A 的计数值t0，t0=TAR.然后再使P1.2 端口输出低电平，电容C6 通过Rref 放电，当CA0 端电压降至0.25Vcc 时，Comparator_A 输出翻转，CAOUT 输出0，Timer_A 通过CCI1B 捕获到下降沿，触发定时器中断，读出捕获值CCR1，t1=CCR1.C6 通过Rref 放电到0.25Vcc 的时间time_ref=t1-t0.再对热敏电阻Rsens 充电和放电，同样测出C6 通过Rsens 放电到0.25Vcc 的时间time_sens.由下面的公式可以计算出热敏电阻。

基于MSP430的无线监控智能温控系统研究摘要本项目利用MSP430F1611单片机，围绕智能温控的目标，对加热进程不可控或者控制过程智能化水平偏低、可能的危害操作人员安全等问题进行论述。

实现按键设定加热目标温度，加热功率连续可调，系统温度实时显示，预判断所需加热时间，远程无线数据传输以及当前温度与剩余加热时间的实时显示，实现智能控温。

关键词MSP430F1611；智能控温；无线本文针对现实生活中广泛应用的电加热原理进行分析、讨论，联想到现实工业生产中加热设备安全、效率、智能化水平偏低等问题，对原有技术进行改进，制作出基于MSP430的无线遥控多功能智能温控系统。

本文从硬件实现和软件实现两部分具体展开本项目。

1 硬件实现硬件实现部分以MSP430F1611单片机为控制核心，温度传感器实时采集得到的当前温度为依据，对加热系统温度进行设定和实时显示。

硬件部分除了主机MCU控制核心外，还有无线传输手持机、调功模块、温度与显示采集、加热电热水壶4个主要部分。

如图1所示。

1.1 主机MCU控制核心主机MCU部分为整个系统的控制核心，采用MSP4301611单片机，通过温度采集模块实时检测加热系统温度，利用智能算法，通过已知加热功率，预判断液体加热时间，利用TCA785移相调功模块、可控硅双向开关，控制加热器件对待加热介质进行加热。

并通过无线传输在手持机部分实时显示系统温度、剩余加热时间、系统设定温度等。

实现对加热系统的精确、智能的控温。

1.2 手持机模块手持机模块同样通过MSP430F1611控制手持机部分的整体工作，通过无线接收主机部分传送的信息，无线传输模块采用nRF24L01主芯片，在液体加热过程中，通过无线传输模块可在手持机部分实时显示液体当前温度、剩余加热时间、系统设定温度。

1.3 调功模块调功模块以TCA785为核心，其内部电路主要由过零检测电路、同步寄存器、锯齿波产生电路、基准电源电路、移相比较器、定时控制与脉冲控制电路等部分组成。

基于MSP430的温控系统设计温度的测量和控制在日常生活、生产中广泛应用愈来愈广，在各类民用控制、工业控制以及航空航天技术方面，也有所体现。

比如在很多工作场合，元器件工作温度指标达不到工业级或普军级温度要求，为了满足此要求，论文提出了基于MSP430 单片机，运用LM35 温度传感器开发的温控系统，系统具有体积小、低功耗、可靠性高、低成本的特点。

1 低功耗温控系统方案设计温控电路由传感器电路、信号调理电路、A／D 采样电路、单片机系统、输出控制电路、温度调节电路构成。

电路基本工作原理：传感器电路将感受到的温度信号以电压形式输出到信号调理电路，信号经过调理后输入到A／D 采样电路，由A／D 转换器将数字量值送给单片机系统，单片机系统根据设计的温度要求判断温度调节电路是否投入工作。

文中设计时以0℃为判别依据，当温度量值低于或等于0℃时，温度调节电路进行加温通。

当温度量值高于0℃时，电路停止工作。

2 低功耗温控系统硬件设计2．1 传感器电路设计2．1．1 温度传感器的选择LM35 是National Semiconductor 所生产的温度传感器，它具有很高的工作精度和较宽的线性工作范围，LM35 比按绝对温标校准的线性温度传感器优越行较好。

因而，从使用角度来说，LM35 无需外部校准或微调，可以提供±1／4℃的常用温度精度。

1)工作电压：直流4～30 V；2)工作电流：小于133μA；3)输出电压：- 1．0～+6 V；4)输出阻抗：1 mA 负载时0．1 Ω；5)精度：0．5℃精度(在+25℃时)；6)漏泄电流：低功耗，小于60μA；7)比例因数：线性+10．0 mV／℃；8)非线性值：±1／4℃；9)校准方式：直接用摄氏温度校准；10)封装：密封TO-46 晶体管封装或塑料T0～92 晶体管封装；11)使用温度范围：-55～+150℃额定范围。

1引言在生产作业过程中，温度控制一直是一项非常重要的工作，因为在温度控制的过程中产品的生产会受到非常大的影响，温度过高或者是过低都可能会对产品质量造成影响。

加强温度控制是非常必要的，本文基于单片机设计了智能温度控制系统，使温度控制精度以及灵敏度更高，大幅度提高产品的质量以及产量。

2温度控制仪器的发展2.1分立式温度传感器在传统的温度传感器当中，热电偶、热电阻和热敏电阻等都属于温度传感器，而且本身隶属于分立式温度传感器。

因为对于传感器本身来讲，其属于一个独立的而且完整的温度感应单元，所以这些传感器大多数都需要搭配温度变送器进行使用，从而才能够在开展温度控制过程中获得更加标准的模拟量输出信号。

2.2模拟集成温度传感器集成传感器本身是利用硅半导体集成工艺所研制的，所以集成传感器就可以称为硅传感器或者是单片集成传感器。

在应用模拟集成温度传感器的过程中，可以实现对温度的测量和模拟信号的输出功能，本身属于一种集成温度传感器结构，相对来讲比较简单，在实际工作过程中适合在一些远距离温度测量以及温度控制工作环境当中进行使用。

2.3智能温度传感器智能温度传感器也可以称为数字温度传感器，是20世纪90年代初期出现且被沿用至今的一种传感器。

智能温度传感器本身是通过微电子技术以及计算机等技术形成的一种自动测试技术的结晶，可以对温度控制工作发挥最好的效果，当前大多数的集成电路生产厂商都主要研发智能温度传感器，其他传统的传感器已经渐渐被取代。

3智能温度控制系统构成及工作原理3.1智能温度控制系统的硬件构成在此次设计智能温控系统的过程中，采用MSP430型号单片机以及锁存器和其他的电容，以及发光二极管和数码管一些按键和晶振作为主要的系统硬件组成成分。

3.2智能温度控制系统的软件构成在此次设计过程中，原计划使用汇编语言完成系统软件设计后，经过研究之后，决定采用C语言进行程序的编写，整个温控系统的软件，包括温度数据采集以及处理和案件处理等多种功能。

基于MSP430单片机的温度测控装置的设计与开发设计与开发基于MSP430单片机的温度测控装置一、引言随着科技的不断进步，温度测控装置在生活和工业中扮演着重要的角色。

本文将介绍基于MSP430单片机的温度测控装置的设计与开发。

该装置可以用于实时监测环境温度，并根据设定的阈值控制温度。

二、硬件设计1.传感器选择：本设计采用温度传感器DS18B20。

它是一种数字式温度传感器，通过一根串行线来与单片机通信。

2.电路连接：将传感器与MSP430单片机连接。

传感器的VCC引脚接单片机的3.3V电源，GND引脚接地，DQ引脚接到单片机的GPIO引脚。

3.LCD模块：为了显示当前温度和控制参数，我们需要一个LCD模块。

将LCD模块的数据引脚接到单片机的GPIO引脚。

4.电源：设计一个适当的电源电路，以提供所需的电压和电流。

三、软件设计1.硬件初始化：在程序开始时，初始化MSP430单片机的GPIO引脚，配置传感器引脚为输入模式和LCD数据引脚为输出模式。

2.温度采集：通过传感器的引脚与单片机通信，获取当前温度数据。

传感器采用一线式通信协议，在读取温度数据之前，先向传感器发送读取命令，然后从传感器接收数据。

单片机通过GPIO引脚进行数据的收发。

3.温度显示：将获取到的当前温度数据通过LCD模块显示出来。

4.温度控制：设定一个温度阈值，当实际温度超过阈值时，单片机控制继电器等设备进行温度调节。

可以采用PID控制算法，根据当前温度与设定温度的差异，调整控制设备的输出。

5.程序循环：通过一个无限循环来保持程序运行。

四、测试与验证1.硬件测试：对硬件电路进行测试，确保传感器和LCD模块的接线正确，电源电压稳定。

2.软件测试：通过模拟不同温度值，确认温度采集、显示和控制功能正常。

3.综合测试：将温度测控装置放置在实际环境中，观察温度采集和控制性能，根据需要进行调整。

五、结论本文设计与开发了基于MSP430单片机的温度测控装置。

测控技术与仪器专业课程设计报告班级：040852 姓名：黄远健学号：04085167 起始时间：2012/3/6 课程设计题目：基于430单片机的智能化多路温度巡检仪设计一、对题目的认识和理解在工业生产中，温度是最基本的检测参数之一，温度的检测和控制直接和安全生产、产品质量、生产效率、节约能源等重大技术指标相联系。

随着工业化大生产日趋发涨的过程，检测生产过程温度变化的智能化多路温度巡检仪在工业生产中起着不可替代的作用。

目前温度巡检仪的设计技术已基本成熟，设计方案也各种各样，许多新的设计方案也层出不穷。

当然，随着当今电子技术的不断发展，温度巡检仪的设计也只能是越来越自动化、智能化，在生产中发挥着越来越高效的作用。

随着社会的发展和超大规模集成电路的出现，以单片机为主题，将计算机技术与测量控制技术结合起来组成的智能仪表在生产中得到了广泛的应用。

这些智能仪器自身带有微处理器，在结构上自成一体，能独立进行测试，使用灵活方便。

然而在实际工业生产活动中常常包含许多工业参数需要测量，如：温度、湿度、压力、水位、流量等，单独使用温度计、湿度计、压力计等分别测量温度、湿度、压力等等生产现场的工艺参数已经不能适应生产和生活的需要。

数字式智能多路巡检仪可以测量多个传感器数据，通过巡回显示方式，在单台仪表上可以显示多个数据，因而可有效节省成本。

本设计所设计的基于430单片机的智能化多路温度巡检仪，应该能够解决如下几个内容：1. 对多处不同的测试点巡回检测其温度，进行集中管理，集中控制；2. 在测量范围内可以正常显示；3. 结果以数字化形式显示，读数方便二、方案论证与比较根据设计要求，各单元有以下方案可供选择：1. 传感器单元方案一：采用热敏电阻或者热电偶作为温度检测元件，将温度值转化为电信号。

这样得到的多路采样信号经滤波器、放大器、多路开关以及A/D转换电路，由单片机控制通道A/D转换，实时对电压信号进行采样和A/D转换。