基于单片机的温度控制系统还没有停止发展的脚步,仍然是我国工业生产中必不可缺的一部分,在一定程度上对我国的经济发展起到重要的推动作用。
基于单片机的温度控制系统还没有停止发展的脚步,仍然是我国工业生产中必不可缺的一部分,在一定程度上对我国的经济发展起到重要的推动作用。
1.2本论文的主要内容及工作
本论文基于MSP430F149单片机和DS18B20温度传感器,对小型温度控制系统的设计与实现进行了主要研究,通过DS18B20监测系统的温度,并且采用继电器控制白炽灯和风扇,对温度对象进行升温与降温控制,体现出温度变化的过程,从而达到温度控制的目的,要求温度控制精度为正负1~2度。针对任务书上的要求,主要开展了一下几个方面的工作:
1.根据任务书的要求进行硬件的采购。
2.制作系统要用到MSP430单片机和DS18B20温度传感器,因此,为了掌握更多的相关知识,自己主动学习了一些有关MSP430单片机和DS18B20温度传感器的基础知识和程序设计,为之后的制作做好十足的准备。
3.根据要求自己设计程序框图,电路图,原理图,并能够成功实现目标。
4.根据原理图进行硬件的连接与测试,在保证安全的情况下进行工作。
5.制作完成的成品与实验要求作对比,找出其中的不足并加以修改。
6.根据最终完成的系统写出说明书(论文),对系统进行全面的介绍,分析系统的可行性与优越性,并对实验结果进行分析。
第二章 硬件的介绍
2.1MSP430单片机的概述
MSP430单片机是一种具有16位,并且功耗超低的单片机,使用混合信号处理器精简指令集。德州仪器公司于1996年生产并开始销售这种单片机,MSP430单片机被称为混合信号处理器,主要还是因为是根据所需求的实际应用,把不一样的电路模拟过程、数字电路模块和单片机自己所具有的一些不同的功能全部都集成在同一个芯片上的单芯片解决方案[5]。这个系列被用于便携式设备,需要电池供电。MSP430微控制器体积小,价格低,可靠性高,使用方便,具有一系列优势,具有强大的生命力,在国防、企业管理中都具有很强的生命力,在工农业生产中的应用非常广泛。
MSP430具有经典的冯诺依曼体系结构。大多数衍生品的内存大小有64字节的限制。在视频播放器到256KB Flash和多达16个字节的RAM。在所有的衍生产品是低约2字节,64字节为设定的内部功能(例如,一个引导装载程序)与保留,这样的两个最大的16位字节的Flash与60字节的RAM和248字节的Flash与10字节的RAM提供。
信息存储在代码存储的FLASH存储器中,128字节的特点分为两大段构成,可提供数据,每一次改变。剩余的闪存为512字节。此外,只在需要时使用最高的中断向量的内存保留。没有中断的使用,也可以作为程序存储器存储的载体使用。闪存的有点是可以更快的速度和更少的能源来描述。该模块的另一个优点是,有没有严格的边界之间的代码和数据(Flash和RRAM)的存在,但这些可以根据需要选择。生产过程使用的FRAM铁电存储器块和由钛开发。
2.1.1MSP430单片机的特点
1.MSP430有着强大的处理能力:MSP430系列单片机是一个基于精简指令集(RISC)结构的16位单片机,寻找地址方式较为丰富,内核所具有27条简单命令和许多的供模拟教学使用的指令;许多的数字寄存器和数据存储在芯片可以用于不同的操作。还有一个效率高的查讯表处理指令[6-7]。这些特性确保了高效源程序的开发。
2.快速的运算速度:由于25MHz晶体的驱动,MSP430单片机的指令周期可以达到40ns和宽度为16位的数据,40ns单片机指令周期和功能多样的硬件倍增器,可以进行一些数字信号处理算法。
3.非常低的功耗:MSP430单片机功耗非常低,这是因为它使用非常独特的方式来降低芯片的电源电压,并且它的运行时钟灵活而可控。