溫控程序最終版實(shí)驗(yàn)報(bào)告

基于MSP430溫度控制程序

溫度是過(guò)程控制中最重要的測(cè)量變量之一，在溫度的計(jì)量檢測(cè)中，要將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為可供采集的電信號(hào)則需要采用溫度傳感器。所謂溫度傳感器，就是指能感受溫度并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的傳感器。最早的溫度傳感器是由伽利略制成的氣體膨脹式溫度計(jì)。1821年，德國(guó)物理學(xué)家賽貝發(fā)明了熱電偶溫度傳感器，這是世界上第一個(gè)真正把溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的傳感器。50 年以后，德國(guó)發(fā)明家西門(mén)子發(fā)明了鉑電阻溫度計(jì)。伴隨著材料和加工工藝的發(fā)展以及后人廣泛深入的研究，本世紀(jì)相繼開(kāi)發(fā)了半導(dǎo)體熱敏電阻傳感器、PN結(jié)溫度傳感器、集成溫度傳感器、紅外傳感器、聲學(xué)溫度傳感器和微波傳感器等多種類(lèi)型的溫度傳感器。

鉑電阻溫度傳感器是一種非常重要的測(cè)溫器件，因其具有響應(yīng)迅速、線性度高、準(zhǔn)確度高、測(cè)溫范圍大等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于水輪發(fā)電機(jī)、氣象測(cè)量、車(chē)輛監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、家用電器以及熱計(jì)量等領(lǐng)域中。

本課題以 Pt100 鉑電阻溫度傳感器為研究對(duì)象，使用 MSP430G2231作為主控器件設(shè)計(jì)了Pt100 鉑電阻溫度傳感器的自動(dòng)測(cè)溫系統(tǒng)，溫度上下限控制。

1. 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖如圖-1，基于PT100的阻抗對(duì)溫度變化，最終實(shí)現(xiàn)溫度的檢測(cè)，上下限的控制，且檢測(cè)范圍可調(diào)。 主要包括PT100溫度檢測(cè)模塊、小信號(hào)放大模塊、AD采集模塊、繼電器控制模塊、12864液晶顯示模塊。

本系統(tǒng)選用德州儀器TI公司的MSP430G2331作為主控芯片，MSP430系列單片機(jī)是一個(gè)16位的單片機(jī)，采用了精簡(jiǎn)指令集（RISC）結(jié)構(gòu)，具有豐富的尋址方式（7 種源操作數(shù)尋址、4 種目的操作數(shù)尋址）、簡(jiǎn)潔的 27 條內(nèi)核指令以及大量的模擬指令；大量的寄存器以及片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器都可參加多種運(yùn)算；還有高效的查表處理指令。這些特點(diǎn)保證了可編制出高效率的源程序。

首先，MSP430 系列單片機(jī)的電源電壓采用的是1.8-3.6V 電壓。因而可使其在1MHz 的時(shí)鐘條件下運(yùn)行時(shí)，芯片的電流最低會(huì)在165μA左右，RAM保持模式下的最低功耗只有0.1μA。

其次，獨(dú)特的時(shí)鐘系統(tǒng)設(shè)計(jì)使其具有超低功耗。在 MSP430 系列中有兩個(gè)不同的時(shí)鐘系統(tǒng)：基本時(shí)鐘系統(tǒng)、鎖頻環(huán)（FLL 和FLL+）時(shí)鐘系統(tǒng)和DCO數(shù)字振蕩器時(shí)鐘系統(tǒng)?？梢灾皇褂靡粋€(gè)晶體振蕩器（32.768kHz）DT-26 OR DT-38［3］ ，也可以使用兩個(gè)晶體振蕩器。

最后內(nèi)部還集成了10位的模數(shù)轉(zhuǎn)換器（A/D），完全滿(mǎn)足本系統(tǒng)的要求。