基于MSP430單片機的智能溫度檢測系統設計

摘要： 論述了一種以16 位單片機MSP430F149 為控制核心， 利用數字化溫度傳感器DS18B20實現溫度測量的智能溫度檢測系統。詳細論述了該系統的硬件組成和軟件設計， 給出了關鍵部分的電路圖及相應的MSP430F149單片機溫度測量程序。實驗結果表明， 該智能溫度檢測系統具有低成本、可靠性高、結構簡單、性能穩定、經濟實用等特點， 可根據不同需要應用于多種工農業溫度檢測領域。

1 引言

隨著設備的電氣化和自動化程度不斷提高， 對設備和環境進行實時監控顯得尤為重要。傳統的測溫器件熱敏電阻測出的一般是電壓， 需要再轉化為相應的溫度， 這就要有其它外部硬件的支持。因此硬件電路比較復雜， 設計成本也比較高。智能溫度檢測系統采用的是一種改進型智能溫度傳感器DS18B20, 數字溫度傳感器通過單總線與單片機連接， 系統結構簡單， 抗干擾能力強， 適合于惡劣環境下進行現場溫度測量， 也可應用于倉庫測溫、高層空調控制和農業生產過程監控等領域。

2 溫度檢測系統硬件構成

該溫度檢測系統由主控制器MSP430F149、存儲模塊CAT24WC64、液晶顯示模塊HTM1602A、語音報警模塊ISD1420、矩陣鍵盤和單總線接若干溫度傳感器DS18B20組成。系統硬件框圖如圖1所示。由圖可見， 多點溫度測量電路只占用了MSP430F149 的一個普通IO口， 系統資源利用率較高。

圖1 系統硬件總體電路圖

2. 1 DS18B20

2. 1. 1 DS l8B20的內部結構

DS18B20的內部結構如圖2 所示， 主要由四部分組成： 光刻ROM、溫度傳感器、非易失性的溫度報警觸發器TH 和TL 配置寄存器。DS18B20 可以有多種封裝形式， 在TO - 92封裝中， 如圖2 （ a ）所示， GND 為接地引腳， DQ 為數據輸入/輸出引腳，VDD為可選的外部電源供電引腳， 在寄生電源工作方式下接地。光刻ROM中的64位序列號是出廠前被光刻好的， 它可以看作是該DS18B20的地址序列碼。64位光刻ROM 的排列是： 開始8位（ 28H ）是產品類型標號， 接著的48 位是該DS18B20自身的序列號， 最后8位是前面56位的循環冗余校驗碼。

光刻ROM 的作用是使每一個DS18B20 都各不相同， 這樣就可以實現一根總線上掛接多個DS18B20的目的。

圖2 DS18B20整體結構圖