基于MSP430F149的溫度采集報警系統的設計和實(shí)現

　　引言

　　隨著(zhù)電子計算機信息技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，采用單片機實(shí)現的溫度監控系統的應用越來(lái)越多。且采用單片機實(shí)現的溫度監控系統具有自動(dòng)化和無(wú)人值守等特點(diǎn)，使得它們在許多應用場(chǎng)合得到了廣泛的應用。本文介紹的溫度采集報警系統具有一定的通用性，它采用傳感器與單片機的A/D通道相連，簡(jiǎn)化了模擬采集的設計，從而減小設計的復雜性，增加系統的可靠性，也同時(shí)減小了PCB的面積。報警和顯示模塊主要是驅動(dòng)蜂鳴器實(shí)現報警功能和便于實(shí)時(shí)觀(guān)察。該系統充分體現了智能化、低功耗、高精度的發(fā)展趨勢。重點(diǎn)在于傳感器的設計及智能化、低功耗的硬件電路設計上。

　　2 系統硬件設計與實(shí)現（單元電路設計）

　　系統以單片機MSP430F149為核心。本系統的功能設計目標應該包括以下幾個(gè)方面：鍵盤(pán)輸入模塊、傳感器采集模塊、顯示模塊、報警模塊、CPU處理模塊和電源供電及復位模塊等。下面詳細介紹一下各單元的硬件電路和實(shí)現的功能。

　　
　　2.1.1 電源部分設計

　　整個(gè)系統采用3.3V供電，考慮到硬件系統對電源要求具有穩壓功能和紋波小等特點(diǎn)，另外也考慮到硬件系統的低功耗等特點(diǎn)，因此該硬件系統的電源部分采用TI公司的TPS76033芯片實(shí)現，該芯片能很好滿(mǎn)足該硬件系統的要求，另外該芯片具有很小的封裝，因此能有效節約PCB板的面積。為了使輸出電源的紋波小，在輸出部分用了一個(gè)2.2uF和0.1uF的電容，另外在芯片的輸入端也放置一個(gè)0.1uF的濾波電容，減小輸入端受到的干擾。

　　2.1.2 復位電路部分設計

　　在單片機系統里，單片機需要復位電路，復位電路可以采用R-C復位電路，也可以采用復位芯片實(shí)現的復位電路，R-C復位電路具有經(jīng)濟性，但可靠性不高，用復位芯片實(shí)現的復位電路具有很高的可靠性，因此為了保證復位電路的可靠性，該系統采用復位芯片實(shí)現的復位電路，該系統采用MAX809芯片。為了減小電源的干擾，還需要在復位芯片的電源輸入腿加一個(gè)0.1uF的電容來(lái)實(shí)現濾波，以減小輸入端受到的干擾。

　　2.1.3 鍵盤(pán)輸入電路部分設計

　　鍵盤(pán)輸入電路主要是用來(lái)輸入數據，從而實(shí)現人機交互。該系統的鍵盤(pán)設計是采用掃描方式實(shí)現的矩陣鍵盤(pán)。該矩陣掃描鍵盤(pán)由行線(xiàn)和列線(xiàn)組成，鍵盤(pán)的行線(xiàn)作為鍵盤(pán)的控制輸出端，鍵盤(pán)的列線(xiàn)作為鍵盤(pán)的輸入端。鍵盤(pán)的列線(xiàn)通過(guò)上拉電路將兩個(gè)管腳拉高，這樣在沒(méi)有按鍵按下的情況下，這兩個(gè)管腳的電平為高電平，如果有按鍵按下，則相應的列線(xiàn)管腳為低電平，從而觸發(fā)中斷進(jìn)入中斷服務(wù)程序，進(jìn)而獲得輸入的數據。

　　2.1.4 顯示電路部分設計

　　系統的顯示電路采用的是簡(jiǎn)單的LED顯示方式，這樣的方式能滿(mǎn)足該系統的要求，也可以減低系統的成本。該顯示電路直接與單片機的數據I/O口進(jìn)行連接，由于MSP430F149具有豐富的I/O口資源，這樣采用并行的接口方式非常容易，減小了系統設計的復雜度，也可以增加系統的可靠性。
　　
　　2.1.5 報警電路部分設計

　　該部分電路主要是驅動(dòng)一個(gè)蜂鳴器，這樣只需要將蜂鳴器的一端接地，另外一端與單片機進(jìn)行相連就可以了，考慮到MSP430F149的驅動(dòng)能力，需要加一個(gè)放大電路。為了減少電源的輸入紋波對放大電路的影響，在電源的管腳增加一個(gè)0.1uF的電容來(lái)實(shí)現濾波，以減小輸入端受到的干擾。圖2為報警電路。