MSP430单片机温度单片机课程设计

1山东理工大学计算机学院课程设计单片机系统设计班级计科1104姓名学号指导教师李业德韩慧二○一四年十一月日课程设计任务书及成绩评定2课题名称_______温度测试系统设计_______I、题目的目的和要求：利用温度传感器和MSP430单片机设计一个温度测试系统，将测试结果(十进制)在LED上显示出来，并定义一个保持按键，当按下该键时，将当前测试值保持不变(按键不动作时为正常测量显示)。温度显示格式为：XXX℃。II、设计进度及完成情况日期内容11.10选取题目，进行资料搜集和系统分析工作11.14进行单独程序设计以及完成单独接口电路11.16将全部程序综合并进行整体程序调试和连接整体接口电路11.18书写课程设计报告并写下相关问题总结11.20进行课程设计答辩，并打印上交III、主要参考文献及资料MSP430系列16位低功耗单片机原理及应用DS18B20温度传感器的使用智能仪器原理及应用3学科部主任李业德Ⅵ、成绩评定：设计成绩：（教师填写）指导老师：（签字）二○年月日4目录I、题目的目的和要求：...........................................................................................................................2II、设计进度及完成情况...........................................................................................................................2III、主要参考文献及资料...........................................................................................................................2Ⅵ、成绩评定：...........................................................................................................................................3目录...................................................................................................................................................................4本次课程设计的目的和意义...........................................................................................................................5设计题目...........................................................................................................................................................6系统的主要功能、作用以及主要技术性能指标...........................................................................................7总体设计方案、工作和组成原理...................................................................................................................8系统设计.........................................................................................................................................................11设计总结.........................................................................................................................................................26作品的使用或操作说明.................................................................................................................................27设计图纸或图表.............................................................................................................................................285本次课程设计的目的和意义课程设计是让我熟练掌握了课本上的一些理论知识，课程设计也是一个学习新知识、巩固加深所学课本理论知识的过程，它培养了我们综合运用知识的能力，独立思考和解决问题的能力。加深我们对单片机原理与应用课程的理解6设计题目温度测试系统设计：利用温度传感器DS18B20和MSP430单片机设计一个温度测试系统，将测试结果(十进制)在LED上显示出来，并定义一个保持按键，当按下该键时，将当前测试值保持不变(按键不动作时为正常测量显示)。温度显示格式为：XXX℃。7系统的主要功能、作用以及主要技术性能指标系统的主要功能是单片机实时从温度传感器读取温度数据信息，并在数码管显示，同时扫描是否有保持按键按下，如果按下则不再继续从温度传感器读取温度数据信息，保持温度值不变。作用是可以实时读取环境中的温度信息，供用户查看，同时当用户需要观察某温度时，可以按下按键保持温度不变。主要技术指标：1.基本范围0℃-99℃2.精度误差小于0.5℃3.LED数码直读显示4.扫描按键保持数值8总体设计方案、工作和组成原理数字温度计设计方案论证方案一由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到A/D转换电路，感温电路比较麻烦。方案二进而考虑到用温度传感器，在单片机电路设计中，大多都是使用传感器，所以这是非常容易想到，所以可以采用一只温度传感器DS18B20，此传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，就可以满足设计要求。从以上两种方案，很容易看出，采用方案二，电路比较简单，软件设计也比较简单，故采用了方案二。主控制器单片机采用MSP430单片机，处理能力强，功耗低，实现该功能仅需一个按键，8位数码管显示，以及DS18B20温度传感器。显示电路：显示电路采用8位共阴LED数码管，从P4口输出段码。图一总体设计框图温度传感器：DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现9～12位的数字值读数方式。DS18B20的性能特点如下：●独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信；●多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能；●无须外部器件；●可通过数据线供电，电压范围为3.0~5.5Ｖ；●零待机功耗；●温度以9或12位数字；9●用户可定义报警设置；●报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件；●负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作；DS18B20内部结构框图如图2所示。64位ROM的结构开始8位是产品类型的编号，接着是每个器件的惟一的序号，共有48位，最后8位是前面56位的CRC检验码，这也是多个DS18B20可以采用一线进行通信的原因。温度报警触发器ＴＨ和ＴＬ，可通过软件写入户报警上下限。DS18B20温度传感器的内部存储器还包括一个高速暂存ＲＡＭ和一个非易失性的可电擦除的EERAM。高速暂存RAM的结构为8字节的存储器，结构如图3所示。头2个字节包含测得的温度信息，第3和第4字节ＴＨ和ＴＬ的拷贝，是易失的，每次上电复位时被刷新。第5个字节，为配置寄存器，它的内容用于确定温度值的数字转换分辨率。DS18B20工作时寄存器中的分辨率转换为相应精度的温度数值。该字节各位的定义如图3所示。低5位一直为1，ＴＭ是工作模式位，用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式，DS18B20出厂时该位被设置为0，用户要去改动，R1和R0决定温度转换的精度位数，来设置分辨率。温度传感器连接如下图所示，DQ引脚与单片机的P5.3相连：1011系统设计接口电路设计，程序设计（程序框图和程序清单及注释）其他有关的理论分析和计算接口电路设计：主控制器MSP430温度传感器12保持按键数码管电路13程序框图：总体设计流程图读取温度传感器数据流程图14数码管温度显示程序设计：//*************************定义引脚**********************************#defineLED8PORTP2OUT//P2接8个LED灯#defineLED8SELP2SEL//P2接8个LED灯#defineLED8DIRP2DIR//P2接8个LED灯#defineDATAPORTP4OUT//数据口所在端口P4#defineDATASELP4SEL//数据口功能寄存器，控制功能模式#defineDATADIRP4DIR//数据口方向寄存器#defineCTRPORTP6OUT//控制线所在的端口P6#defineCTRSELP6SEL//控制口功能寄存器，控制功能模式#defineCTRDIRP6DIR//控制口方向寄存器#defineDCTR0P6OUT&=~BIT4//数码管段控制位信号置低#defineDCTR1P6OUT|=BIT4//数码管段控制位信号置高#defineWCTR0P6OUT&=~BIT3//数码管位控制位信号置低#defineWCTR1P6OUT|=BIT3//数码管位控制位信号置高15#defineKEYPORTP1OUT//按键所在的端口P1#defineKEYSELP1SEL//控制口功能寄存器，控制功能模式#defineKEYDIRP1DIR//控制口方向寄存器#defineKEYINP1IN//键盘扫描判断需要读取IO口状态值ucharkey=0xFF;//键值变量uinttemp_value;floattruetemp;uinttemp,A1,A2,A3;//定义的变量,显示数据处理//*******************共阴数码管显示的断码表************************uchartable[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};//*******************系统时钟初始化***************************voidClock_Init(){uchari;BCSCTL1&=~XT2OFF;//打开XT2振荡器BCSCTL2|=