基于MSP430单片机的低功耗数显温度计的设计

科技与创新┃Science and Technology & Innovation

文章编号：2095－6835（2015）20－0102－02

2015年 第20期 基于MSP430单片机的低功耗数显温度计的设计

何江南

（宜昌市测试技术研究所，湖北 宜昌 443000）

摘 要：温度采集在各个行业中占有重要地位。介绍了一种由MSP430F149单片机、DS18C20温度传感器和SMC1602A液晶显示器构成的实时温度显示的数显温度计。该数显温度计可以实现低功耗测量，并能保证测量精度。 关键词：数显温度计；MSP430F149单片机；电路设计；软件设计

中图分类号：TP368.12 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.20.102

机直接连接。新推出的标准测光产品系列背光电流小，整体模块电流更低，3.3 V低电压工作产品更方便与低电压单片机连接。SCM1604A液晶显示器数据线D1～D8直接与单片机的P4.0～P4.7引脚相连，其片选信号RS、读写控制信号R/W、使能信号E分别与单片机的P3.0、P3.1、P3.2引脚相连。 3 软件设计

数显温度计的程序主要包括主程序和中断服务程序。主程序首先初始化系统，初始化I/O端口，打开XT2高频晶体振荡器（8 MHz），MCLK和SMCLK选择高频晶振。定时器A，B选择SMCLK并进行8分频，定时器B被设置为增计数模式，定时器B计数值为07CFH，定时器B每隔2 ms中断一次，开定时器B中断和全局中断。系统进入低功耗模式，用定时器B唤醒单片机采样并实时显示温度。

接通电源后，单片机开始工作。定时器B定时2 ms中断一次，中断程序中，单片机读取DS18B20温度传感器输出的12位串行温度数字值，然后存入Flash中转换成相应的温度值，并将转换的温度值扩大10倍，所得的温度值个位数值即为实际温度小数点后的第一位数值。单片机初始化SMC1602A液晶显示器后，写入当前采集到的温度值，SMC1602A液晶显示器显示4位温度值（百位、十位、个位和小数点后一位）。单片机完成数据的读取、处理和显示后，进入低功耗模式。 4 实验结果及结论

数显温度计对温度的实时采集与显示如图2所示。

1 MSP430F149单片机简介

MSP430F系列是美国TI公司生产的一种超低功耗的Flash控制器，该器件有“绿色控制器”之称，其技术特征代表了单片机的发展方向。MSP430F149单片机片上外围功能模块主要有具有捕获∕比较功能的16位定时器Timer_A和Timer_B、一个14路的12位模数转换器/一个看门狗、一个DCO内部振荡器和两个外部时钟，支持8 M时钟、6路P口，其中，P1和P2具有中断功能。由于MSP430F149单片机为FLASH型，所以可以在线调试单片机。该单片机仅需1.8～3.6 V电压供电，可在超低功耗模式下工作，测量结果为100 mW左右的功耗（电流为14 mA左右），可靠性能好，加强电干扰运行不受影响。 2 数显温度计电路设计

数显温度计由MSP430F149单片机、DS18B20温度传感器、SMC1602A液晶显示器和电源几部分组成。本系统采用MSP430F149单片机作为主控制器，完成温度信号的准确采集，

.com.cn. All Rights Reserved.存储在内置Flash内，并由SMC1602A液晶显示器显示出来。

数显温度计的电路系统如图1所示。

图 1 数显温度计电路

DS18B20温度传感器将温度模拟量转换为12位串行数字值经P1.6引脚输入单片机。DS18B20温度传感器与微处理器连接仅需要一条线即可双向通讯。DS18B20温度传感器的测温范围为－55～125 ℃，在10～85 ℃时，精度为±0.5 ℃，工作电源为3～5.5 V/DC。测量结果以9～12位数字方式串行传送，默认为12位数字量串行传送，此时的分辨率为0.062 5 ℃。DS18B20采用外部电源供电方式，工作电源由VDD引脚接入，为了增加输出的稳定性，在输出线上接5.1 K上拉电阻。需要注意的是，在外部供电方式下，DS18B20的GND引脚不能悬空，否则不能转换温度，读取的温度总是85 ℃。

系统供电由MAX604芯片固定输出的典型应用电路提供，电路的输入电压范围为2.7～11.5 V，固定输出为3.3 V。锂电池的电压范围为3.8～4.0 V，可选择锂电池作为该芯片的输入电源。接通电源后，电源电路输出3.3 V电压给MSP430F149单片机、DS18C20温度传感器和SMC1602A液晶显示器供电。

温度值显示由SMC1602A标准字符型液晶显示器显示。SMC1602A显示器采用点阵型液晶显示器（LCD），可显示16个字符×2行西文字符，字符尺寸为2.95 m×4.35 m，内置HD44780和兼容芯片接口型液晶显示控制器，可与MCU单片

图2 温度的实时采集与显示

通过多次调试和试验证明，利用MSP430F149单片机、DS18C20温度传感器和SMC1602A液晶显示器构成的数显温度计来测量和显示温度是十分可靠的，测试结果与实际环境温度相符合。该数显温度计除了具有接口电路简单、测量精度高、误差小、可靠性高等特点外，还具有低成本、低功耗的特点，这使其拥有更广阔的前景。 参考文献

［1］沈建华，杨艳琴，翟骁曙.MSP430系列超低功耗单片机原

理与应用［M］.北京：清华大学出版社，2004.

［2］王玉彩，王福增，王渝，等，MSP430F1101单片机在数据

采集中的应用［J］.现代电子技术，2005（28）.

［3］周云波.由DS1820单线数字温度计构成的单线多点温度测

量系统［J］.电子技术应用，1996（10）.

［4］曹磊.MSP430单片机C语言设计与实践［M］.北京：北京

航空航天大学出版社，2007.

〔编辑：王霞〕

（英文摘要、关键词下转第106页）

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科技与创新┃Science and Technology & Innovation

残存水的结合，经分析，其与钻孔所在煤层露头附近的Ⅱ含水层与其水力联系密切有关，地下水起源于大气降水；Ⅵ、Ⅶ和S6孔所取的Ⅴ含水层水样点稍偏离近似函数所表达的直线，归为以残存水为主，少量大气降水或渗入水混合，与上部Ⅱ含水层、大气降水的联系较弱。

2015年 第20期

图2 δO与δD的关系图

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第三类TDS的含量为1.25，该类水的δ18O值为－9.45‰，δD值为－70.58‰，TDS含量较低，δD值明显高于地下水，黄河水可归入本类，该水样明显与降水近似曲线接近，说明与大

气降水关系密切，同时，存在少量地下水的混合。

第四类TDS的含量为3.92，该类水的δ18O值为－6.40‰，δD值为－56.64‰，水塘水可归入本类。

后两类水明显与前两类不同，TDS含量高于黄河水，且趋向于SMOW值点，这些水基本以大气降水为主，蒸发作用强烈。

氚浓度测试结果表明，除地表水体以外的其他含水层氚浓度均＜10 TU。由于地表水体与现代水、大气降水关系密切，基本表现出随深度增加而降低的特征。由于Ⅱ含水层和S6孔所在的风氧化带附近的Ⅴ含水层存在水力联系，存在氚浓度稍高于其他含水层的现象，但基本与大气降水、地表水体无联系。 5 结束语

本文中的方法利用同位素测试和水化学分析资料，对井田内各含水层地下水的来源和水化学的形成作用进行了分析，最终得出井田内地下水多为大气降水的起源，地下水在浅部受古近系隔水层的影响而导致补给条件差；深部古近系和基岩风化裂隙带含水层在煤层露头区超覆于煤层之上，地下水补给条件相对较好。 参考文献

［1］河北省地质局水文地质四大队.水文地质手册［M］.北京：

地质出版社，1978.

〔编辑：张思楠〕

Analysis of Groundwater Recharge in a Mine in Ningxia

Mao Xingjun

Abstract: Ningxia a mine at Southwestern Margin of Mu Us Desert, is a warm temperate semi-arid continental monsoon climate, water system in the domain of mine is not developed, perennial surface runoff only mine on the west side of the Yellow River, Banjiegou and Binggou in the north of the mine field.

Key words: groundwater; water chemistry; isotope; aquifer

.com.cn. All Rights Reserved.（上接第102页）

Design of Low Power Digital Display Thermometer based on MSP430 Microcontroller

He Jiangnan

Abstract: Temperature collection plays an important role in various industries. In this paper, a digital display thermometer, which is composed of MSP430F149 microcontroller, DS18C20 temperature sensor and SMC1602A liquid crystal display, is introduced in this paper. The digital thermometer can be achieved with low power consumption, and can guarantee the accuracy of the measurement. Key words: digital display thermometer; MSP430F149 microcontroller; circuit design; software design

（上接第103页）

Study on the Determination of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Plastic and

Plastic Products by Gas Chromatography and Mass Spectrometry

Cao Sunlv, Gan Changpu, Wang Weibo

Abstract: In plastic and plastic products added hexane dichloromethane mixed solution, at room temperature 30 minutes after ultrasonic extraction, extraction liquid at 30 ℃ DEG rotary evaporation to 2 mL, and the purification and separation operation. Take nitrogen blowing method can maximize shorten the evaporation time, at the same time; can reduce the loss of polycyclic aromatic hydrocarbons in the lower boiling point. Through analysis, measurement of plastic and plastic products in a dozen kinds of polycyclic aromatic hydrocarbons, in all plastic and plastic products, a few containing polycyclic aromatic hydrocarbons less as the analysis of the matrix for recycling tests, the recovery rate of 87.2% to 100.4%, the value of the standard deviation between 5.6 to 1.5. Key words: polycyclic aromatic hydrocarbons; plastics; dichloromethane; hexane

（上接第104页）

Study on the Characteristics of Rock, the Structural Changes and the

Structure of the Core of Coal Geological Drilling

Chai Lijie

Abstract: The coal resources are mostly used in the production of our country resource, the effective exploitation of coal resources and utilization has become the focus of people's attention. Therefore, this paper on rock characteristics of the coalfield geological drilling cores, structure change and structure were in-depth inquiry, in order for the staff to provide more accurate information about the fault of the shape and nature of, and for coal mining and to provide the reference.

Key words: coalfield geological drilling; rock core; rock characteristics; geological structure

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