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基于MSP430的智能温度检测系统设计

发布时间:2020-07-21 18:31:23 阅读: 来源:pap铝塑片厂家

1 引言

随着设备的电气化和自动化程度不断提高, 对设备和环境进行实时监控显得尤为重要。传统的测温器件热敏电阻测出的一般是电压, 需要再转化为相应的温度, 这就要有其它外部硬件的支持。因此硬件电路比较复杂, 设计成本也比较高。智能温度检测系统采用的是一种改进型智能温度传感器DS18B20, 数字温度传感器通过单总线与单片机连接, 系统结构简单, 抗干扰能力强, 适合于恶劣环境下进行现场温度测量, 也可应用于仓库测温、高层空调控制和农业生产过程监控等领域。

2 温度检测系统硬件构成

该温度检测系统由主控制器MSP430F149、存储模块CAT24WC64、液晶显示模块HTM1602A、语音报警模块ISD1420、矩阵键盘和单总线接若干温度传感器DS18B20组成。系统硬件框图如图1所示。由图可见, 多点温度测量电路只占用了MSP430F149 的一个普通IO口, 系统资源利用率较高。

图1 系统硬件总体电路图

2. 1 DS18B20

2. 1. 1 DS l8B20的内部结构

DS18B20的内部结构如图2 所示, 主要由四部分组成: 光刻ROM、温度传感器、非易失性的温度报警触发器TH 和TL 配置寄存器。DS18B20 可以有多种封装形式, 在TO - 92封装中, 如图2 ( a )所示, GND 为接地引脚, DQ 为数据输入/输出引脚,VDD为可选的外部电源供电引脚, 在寄生电源工作方式下接地。光刻ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的, 它可以看作是该DS18B20的地址序列码。64位光刻ROM 的排列是: 开始8位( 28H )是产品类型标号, 接着的48 位是该DS18B20自身的序列号, 最后8位是前面56位的循环冗余校验码。

光刻ROM 的作用是使每一个DS18B20 都各不相同, 这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。

图2 DS18B20整体结构图

2. 1. 2 DS18B20的工作过程

访问DS18B20的工作顺序通常为: 初始化, 发送ROM 操作命令, 发送RAM 操作命令。通过初始化复位工作使主设备知道传感器DS18B20存在并准备工作。通过发送ROM 命令可以知道某个特定的DS18B20是否存在并且是否超过温度警界值。

共有5种ROM操作命令, 分别是读ROM ( 33H )、匹配ROM ( 55H )、搜索ROM ( FOH )、跳过ROM( CCH)、告警搜索命令( ECH )。通过发送RAM 操作命令, 可以设定电源供电方式, 启动温度转化, 读写DS18B20的暂存区。共有6种功能命令, 分别是转换温度( 44H )、读暂存区( BEH )、写暂存区( 4EH )、复制暂存区( 48H )、重调EEPROM ( B8H )、读电源供电方式( B4H )。每条命令有不同代码, 在总线上传送时, 由器件根据接收的命令代码完成相应的操作。因此DS18B20的单线通信功能是分时完成的, 它有严格的时序要求。

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