低功耗便携式测温仪

2019-08-03 22:03发布

0、引言

便携式测温仪采用16位超低功耗单片机MSP430F435和热电阻传感器铂1000实现温度的信号处理和采集。采用MSP430系列单片机的一个最大优势是它具有低功耗和高集成度,非常适合于电池供电和空间受限的工作环境以及便携式应用场合。作为一个便携式应用系统,功耗是整个系统的功耗,不仅是处理器的功耗。比如处理器输入端口的漏电流对系统的耗电影响就较大,MSP430单片机输入端口的漏电流最大为50 nA,远低于其他系列单片机(一般为1 μA~10μA)。该测温仪适合高炉热负荷水温测量,或者需要连续测量多点温度和温差的测量场合。



1、系统硬件设计
便携式测温仪主要由处理器、传感器接口、键盘、LCD(液晶显示器)、数据存储、打印和电源等模块组成。系统硬件组成框图如图1所示。 1.1处理器模块 MSP430F435是测温仪的控制中心,完成传感器数据结果处理、键盘的识别、串口通信的管理等。美国得州仪器(TI)公司的MSP430F435单片机是Flash类型单片机,内嵌16 kB Flash程序存储器和512 B数据存储器。其主要特点是:超低功耗、16位指令、内置A/D转换器、串行通信接口、硬件乘法器、LCD驱动器及高抗干扰能力等。因此,MSP430单片机特别适合应用在智能仪表、防盗系统、智能家电、电池供电便携式设备等产品中。该芯片性能特点如下:低工作电压(1.8 V~3.6 V);超低功耗(工作模式4下耗电仅为0.1μA);16位RISC(精简指令集计算机结构);150 ns指令周期。
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11条回答
1988020566
1楼-- · 2019-08-04 16:50
2.3 LCD显示
LCD显示部分的实现要与键盘处理程序相配合,根据不同功能显示不同的信息。要实现LCD的正常显示至少需要下面几个重要步骤:选择LCD驱动模式、制定相应驱动模式下LCD的BCD码显示存储表、设置LCD时钟、设置通用I/O端口属性和更新LCD显示缓存区。本仪表选择静态LCD驱动模式,制定了0~F的BCD码显示存储表,采用1 024 Hz的时钟频率,设置通用I/O口属性为输出,根据不同功能实时更新LCD显示缓存区的内容。 2.4其他部分 E2PROM模块用于保存测量的温度值和测量点。串行通信模块用于实现测温仪与打印机连接,打印测量的温度值。这两部分程序较简单,这里不再叙述。 3测温仪功能及主要技术性能测温仪功能如表1所示。当功能号为0、1时,用于确认保存当前测量点温度值,然后自动转到下一个测量点位置测量;当功能号为2时,用于显示和保存记录已经测量的测量点位置;当功能号为3时,用于显示已经测量的测量点位置和清除上次测量的记录;当功能号为4时,用于确认打印。
表1 测温仪功能表
1988020566
2楼-- · 2019-08-04 21:09
仪表分辨率可达0.1℃,测量误差小于±0.1℃。MSP430系列单片机均为工业级器件,运行环境温度为-40℃~85℃运行稳定,可靠性高,所设计的产品适用于各种民用和工业环境。所以该测温仪可以用于测量高炉热负荷水温差测量,或者需要对连续多点的温度测量场合。

4、结束语 本文研制的便携式低功耗便携式测温系统克服了传统测量系统存在的不足,具有结构简单、工作稳定可靠、测量精度高、功耗低、便携性好、功能齐全、适用场合广泛等优点。与其他测温仪的突出不同之处在于,本系统采用新型低功耗16位单片机MSP430 F435作为整个系统的控制核心。由于采用了功能强大的MSP430单片机,本系统设计的硬件电路与以往有较大差异。MSP430 F435有着丰富的外围模块,因此比较容易实现温度信号的采集、处理、显示、存储及打印,从而使整个硬件电路得到极大的简化。实际使用证明该测温仪完全符合工厂应用的需要,性能稳定,可靠性高,设备操作简单方便。
pnm_0881
3楼-- · 2019-08-04 22:45
顶楼主
vivilzb1985
4楼-- · 2019-08-04 23:13
铂电阻是目前广泛使用的精度高、稳定性好、性能可靠的测温元件。但是,铂电阻温度传感器使用时也有不便之处,比如,输出信号非线性、信号弱、正负温度的分辨率不同、模拟量输出不能与单片机直接相连等。
shenmu2012
5楼-- · 2019-08-05 02:56
 精彩回答 2  元偷偷看……

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