低功耗高精度数字温度计的设计
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低 功耗 的特 点 ， 的 Ｃ Ｕ可 以在 １ ８—３ ６ Ｖ 电 它 Ｐ ． ．
的 电流 的消耗 。假 设采 样可 以在 ＝１ ｓ 内 ０ｍ 之
完成 ， 采样时消耗的电流为 ＝ Ａ， １ ｍ 采样周期为 １ｓ非 测 量状 态 的电流 消 耗为 ， ＝ ． ４ ｍ ， ６ ０ ０ Ａ，
中 图分 类 号 ： Ｐ ６ ． Ｔ ３ ８２ 文献 标识 码 ： Ａ 文章 编号 ：６ １ ５ ２ （０ ７ ０ ０ ５ ０ １ ７ — ３ ２ ２ ０ ）２— ０ １— ４
现代测温应用 中， 温度传感 器趋于向数字化
方 向发 展 ， 近年 来 出现 了 由各 种 微 控 制 器 构 成 的 数 字式 温度 传感 器 。利 用 ＭＳ ４Ｏ单 片机 具 有 极 Ｐ３
—
（） ３ 减小 ， 减小工作时间， 完成采样后尽快
结束工作。 （） ４ 增大 ， 加大采样周期 ， 尽量多“ 休息 ” ， 使 系统 的响应 变慢 。
１ ３ 方 案总体 设计 ．
１０ｃ ， ０ ＝生产成本较低 。 Ｉ
系统设 计 的总体 思路 是 围绕 如何 实现 低 功耗
（ Ｌ Ｄ初 始化 ， 启 Ｌ Ｄ， 择 ４ Ｘ， ４） Ｃ 开 Ｃ 选 ＭＵ 缓
快 捷地 实现 低功 耗 测量 。
个 系统 的平 均 电流 影 响并 不 很 大 ， 只要 恰 当地 选 择 ，， ， 就 可 以 达 到 降低 功 耗 的 目的 。可 ６ ，
以从 以下 几个 方 面人手 ：
１ 低 功 耗 温 度 计 的 总体 设 计
１ １ 总体 目标 ．
维普资讯
第２ ０卷 第 ２期
２０ ０ ７年 ０ ６月
盐城工学 院学报 （自然科学 版）
Ｊ ｕ ａ ｆＹａ ｃ ｅ ｇＩ ｓｉ ｔ ｆＴ ｃ ｎ ｌｇ ｔｒｌＳ ｉｎ ｅＥ ｉｏ ｏ ｒ ｌｏ ｎ ｈ ｎ ｎ ｔｕｅｏ ｅ ｈ ｏｏｙ Ｎａｕａ ｃｅ ｃ ｄｔ ｎ ｎ ｔ ｉ
盐城 工学 院学报 （ 自然科学 版 ）
第２ ０卷
前， 做好 必 要 的准备工 作 ， 包括 如下 内容 ： （） １ 停止 ＭＳ４０内部 的看 门狗 。 Ｐ３ （ ） 定 Ｉ０端 口状 态 ， 据 不 同要 求 设 定 ２设 ／ 根
１０口的输入与输出 ， ／ 包括脉冲信号输入端设 置，
样 周期 内 ， 速 地测 量温 度 ， 迅 然后 进入 电流 消 耗较
低的“ 休息” 状态 ， 就可 以大幅度地减小整个系统
收 稿 日期 ：０ ７— １—１ ２０ ０ ０
作 者简介 ： 徐治 国（ ９ ３一）男 ， １７ ， 江苏盐城市人 ， 工程师 。
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＝
整 个 系统 的平 均 电流 消耗为 ： ， 均 ＝ （ × ＋（ 一 ）×，） ＝ 平 ６／ ， ／ ×（ 一，） ＝０ ０ ９ ６＋ ６ ． ６ｍＡ ４ 从公 式 中得 出 ， 在 ／ 采 样 时 消 耗 的 电流 对 整
压 、 ＭＨ １ ｚ的时 钟条 件下 运行 ， 电 电流会 因不 同 耗 的工作 模式 而不 同 ， 用该 款 单 片机 强 大 的运 行 利 模 式 和特殊 功 能 ， 文 设计 了一 种 由超 低 功 耗 单 本 片机 ＭＳ４０ ４ ５构 成 的数 字 式 温 度 计 ， 方 便 Ｐ ３Ｆ ３ 可
ＪＡ Ｔ Ｇ接 口的设 置ｏ ｅｅ ｙ ｔｍ ａ ｉ ｄ ｌ ｉ． ｅ ｍ ｍ ｔ ｒ ｓ ｓ ｅ ｂ ｓｅ ｍｏ ｕ ｅ
（ ） 相 环 Ｆ Ｌ＋的 初 始 化 ， 择 有 效 电容 ３锁 Ｌ 选 产生 可靠 的晶振 ， 选择 主 系统 时钟为 Ｄ Ｏ Ｌ 。 Ｃ Ｃ Ｋ
１ ２ 设计 思路 ．
开 展 。控制 功 耗 ， 须 从 内部 着 手 。对 于 数 字 化 必
的测量 系统 ， 过适 当地 选择 采样 周期 ， 一个 采 通 在
温度 系统 由如 图 １ 示 的几个 模 块 组成 。 所 总体 设计 应 该是 全 面考 虑 系 统 的总 体 目标 ， 进行 硬 件 选 型 ， 定 Ｍ Ｐ ３ Ｆ ３ 确 Ｓ ４０ ４ ５单 片 机 为 数 字
Ｖ０ ． ０ Ｎ ． １２ ｏ ２
Ｊｎ ０７ ｕ ．２ ０
低 功 耗 高精 度 数 字 温 度 计 的 设 计
徐 治 国
（ 盐城 民航站 ， 江苏 盐城 ２４５ ） ２ ０ １
摘
要： 数字温度计设计主要从硬件选型和软件设计 两方面着手 ， 可有效降低功耗 ， 长工作 延
时 间 ， 高测量 精 度 。软 件 设 计 采 用 间歇 式 工 作模 式 ， 保 证 系统 性 能 要 求 的 情 况 下 缩 短 提 在
（） １ 减小 ，， 减小休息时的电流消耗 ， 方法一 是尽量减少在 “ 休息” 状态下还要 工作 的模块数 量， 二是 选用低 功耗 元 器件 。
（ ） 小 ， 样 时 ， 作 的元 件要 尽 量 降 低 ２减 采 工
功耗 ， 选择 电流消耗 较 小 的型号 。
智 能 温度 计 采 用 电 池 供 电 ， Ｃ 液 晶 显 示 ， ＬＤ 利 用 ＭＳ４ ０在 不 工 作 状 态 下 低 功 耗 的特 点 ， Ｐ３ 使 该 温度计 在 不更 换 电池 的情况 下 可 以工作 ２年 以 上 ， 到高 可靠 性 、 差 小 、 达 误 抗震 、 工作 温 度 范 围 ０
Ｃ Ｕ的工作时间， 系统较长时间工作在低功耗模 式下， Ｐ 使 有效地降低 了系统的能耗 ； 同时 ， 使 用集成 于单 片机 内部 的 ＳｏｅＡ Ｄ转换 器 ， 采 用 多点校 准技 术和 线 性 插 值 方 法 ， 高温 度 ｌ ／ ｐ 并 提
采样 的精度 。
关键词 ： 感 器 ； 片机 温度 计 ； 功耗 ；／ 传 单 低 ＡＤ
的 电流 的消耗 。假 设采 样可 以在 ＝１ ｓ 内 ０ｍ 之
完成 ， 采样时消耗的电流为 ＝ Ａ， １ ｍ 采样周期为 １ｓ非 测 量状 态 的电流 消 耗为 ， ＝ ． ４ ｍ ， ６ ０ ０ Ａ，
中 图分 类 号 ： Ｐ ６ ． Ｔ ３ ８２ 文献 标识 码 ： Ａ 文章 编号 ：６ １ ５ ２ （０ ７ ０ ０ ５ ０ １ ７ — ３ ２ ２ ０ ）２— ０ １— ４
现代测温应用 中， 温度传感 器趋于向数字化
方 向发 展 ， 近年 来 出现 了 由各 种 微 控 制 器 构 成 的 数 字式 温度 传感 器 。利 用 ＭＳ ４Ｏ单 片机 具 有 极 Ｐ３
—
（） ３ 减小 ， 减小工作时间， 完成采样后尽快
结束工作。 （） ４ 增大 ， 加大采样周期 ， 尽量多“ 休息 ” ， 使 系统 的响应 变慢 。
１ ３ 方 案总体 设计 ．
１０ｃ ， ０ ＝生产成本较低 。 Ｉ
系统设 计 的总体 思路 是 围绕 如何 实现 低 功耗
（ Ｌ Ｄ初 始化 ， 启 Ｌ Ｄ， 择 ４ Ｘ， ４） Ｃ 开 Ｃ 选 ＭＵ 缓
快 捷地 实现 低功 耗 测量 。
个 系统 的平 均 电流 影 响并 不 很 大 ， 只要 恰 当地 选 择 ，， ， 就 可 以 达 到 降低 功 耗 的 目的 。可 ６ ，
以从 以下 几个 方 面人手 ：
１ 低 功 耗 温 度 计 的 总体 设 计
１ １ 总体 目标 ．
维普资讯
第２ ０卷 第 ２期
２０ ０ ７年 ０ ６月
盐城工学 院学报 （自然科学 版）
Ｊ ｕ ａ ｆＹａ ｃ ｅ ｇＩ ｓｉ ｔ ｆＴ ｃ ｎ ｌｇ ｔｒｌＳ ｉｎ ｅＥ ｉｏ ｏ ｒ ｌｏ ｎ ｈ ｎ ｎ ｔｕｅｏ ｅ ｈ ｏｏｙ Ｎａｕａ ｃｅ ｃ ｄｔ ｎ ｎ ｔ ｉ
盐城 工学 院学报 （ 自然科学 版 ）
第２ ０卷
前， 做好 必 要 的准备工 作 ， 包括 如下 内容 ： （） １ 停止 ＭＳ４０内部 的看 门狗 。 Ｐ３ （ ） 定 Ｉ０端 口状 态 ， 据 不 同要 求 设 定 ２设 ／ 根
１０口的输入与输出 ， ／ 包括脉冲信号输入端设 置，
样 周期 内 ， 速 地测 量温 度 ， 迅 然后 进入 电流 消 耗较
低的“ 休息” 状态 ， 就可 以大幅度地减小整个系统
收 稿 日期 ：０ ７— １—１ ２０ ０ ０
作 者简介 ： 徐治 国（ ９ ３一）男 ， １７ ， 江苏盐城市人 ， 工程师 。
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＝
整 个 系统 的平 均 电流 消耗为 ： ， 均 ＝ （ × ＋（ 一 ）×，） ＝ 平 ６／ ， ／ ×（ 一，） ＝０ ０ ９ ６＋ ６ ． ６ｍＡ ４ 从公 式 中得 出 ， 在 ／ 采 样 时 消 耗 的 电流 对 整
压 、 ＭＨ １ ｚ的时 钟条 件下 运行 ， 电 电流会 因不 同 耗 的工作 模式 而不 同 ， 用该 款 单 片机 强 大 的运 行 利 模 式 和特殊 功 能 ， 文 设计 了一 种 由超 低 功 耗 单 本 片机 ＭＳ４０ ４ ５构 成 的数 字 式 温 度 计 ， 方 便 Ｐ ３Ｆ ３ 可
ＪＡ Ｔ Ｇ接 口的设 置ｏ ｅｅ ｙ ｔｍ ａ ｉ ｄ ｌ ｉ． ｅ ｍ ｍ ｔ ｒ ｓ ｓ ｅ ｂ ｓｅ ｍｏ ｕ ｅ
（ ） 相 环 Ｆ Ｌ＋的 初 始 化 ， 择 有 效 电容 ３锁 Ｌ 选 产生 可靠 的晶振 ， 选择 主 系统 时钟为 Ｄ Ｏ Ｌ 。 Ｃ Ｃ Ｋ
１ ２ 设计 思路 ．
开 展 。控制 功 耗 ， 须 从 内部 着 手 。对 于 数 字 化 必
的测量 系统 ， 过适 当地 选择 采样 周期 ， 一个 采 通 在
温度 系统 由如 图 １ 示 的几个 模 块 组成 。 所 总体 设计 应 该是 全 面考 虑 系 统 的总 体 目标 ， 进行 硬 件 选 型 ， 定 Ｍ Ｐ ３ Ｆ ３ 确 Ｓ ４０ ４ ５单 片 机 为 数 字
Ｖ０ ． ０ Ｎ ． １２ ｏ ２
Ｊｎ ０７ ｕ ．２ ０
低 功 耗 高精 度 数 字 温 度 计 的 设 计
徐 治 国
（ 盐城 民航站 ， 江苏 盐城 ２４５ ） ２ ０ １
摘
要： 数字温度计设计主要从硬件选型和软件设计 两方面着手 ， 可有效降低功耗 ， 长工作 延
时 间 ， 高测量 精 度 。软 件 设 计 采 用 间歇 式 工 作模 式 ， 保 证 系统 性 能 要 求 的 情 况 下 缩 短 提 在
（） １ 减小 ，， 减小休息时的电流消耗 ， 方法一 是尽量减少在 “ 休息” 状态下还要 工作 的模块数 量， 二是 选用低 功耗 元 器件 。
（ ） 小 ， 样 时 ， 作 的元 件要 尽 量 降 低 ２减 采 工
功耗 ， 选择 电流消耗 较 小 的型号 。
智 能 温度 计 采 用 电 池 供 电 ， Ｃ 液 晶 显 示 ， ＬＤ 利 用 ＭＳ４ ０在 不 工 作 状 态 下 低 功 耗 的特 点 ， Ｐ３ 使 该 温度计 在 不更 换 电池 的情况 下 可 以工作 ２年 以 上 ， 到高 可靠 性 、 差 小 、 达 误 抗震 、 工作 温 度 范 围 ０
Ｃ Ｕ的工作时间， 系统较长时间工作在低功耗模 式下， Ｐ 使 有效地降低 了系统的能耗 ； 同时 ， 使 用集成 于单 片机 内部 的 ＳｏｅＡ Ｄ转换 器 ， 采 用 多点校 准技 术和 线 性 插 值 方 法 ， 高温 度 ｌ ／ ｐ 并 提
采样 的精度 。
关键词 ： 感 器 ； 片机 温度 计 ； 功耗 ；／ 传 单 低 ＡＤ
