基于MSP430F149單片機的多路無(wú)線(xiàn)溫度檢測系統

　　2. 2 溫度采集電路

　　為了使整個(gè)系統的功耗更低，采用低功耗的熱敏電阻NT C100 和MSP430149 內部自帶的12 位A/ D 轉換器實(shí)現溫度的采集功能。其理論分析與計算電阻值和溫度變化之間的關(guān)系。

　　式中: RT 為溫度T( 單位: K) 時(shí)的NTC 熱敏電阻阻值；RN為額定溫度T N ( 單位: K) 時(shí)的NTC 熱敏電阻阻值；T 為規定溫度( 單位: K) ；B 為NTC 熱敏電阻的材料常數，又叫熱敏指數。

　　常溫環(huán)境中，溫度為28℃，換算成開(kāi)氏溫度為273. 15+ 28= 301. 15 K。通過(guò)多次測28℃及30℃環(huán)境下的數據，如表1 所示，取平均值，盡量減小誤差，算得B 值。

表1 測量NTC100 熱敏電阻B 值

　　通過(guò)式( 1) 可得，將T ，T N 都轉化成開(kāi)爾文溫度進(jìn)行計算得B = 4 064. 34。經(jīng)過(guò)比較發(fā)現，求得的阻值與測得的阻值很相近。

　　圖4 為溫度采集模塊，其中R 1 為熱敏電阻，R3 為200 kΩ電阻，R2 為0~ 20 kΩ 的可調電阻，用來(lái)調整溫度計的準確性。U0 為檢測到的電壓，將U0 接到單片機管腳，通過(guò)A/ D 轉換，將得到的電壓值轉換成溫度值,在LCD 上顯示出來(lái)。

圖4 溫度采集模塊

　　2. 3 顯示模塊

　　本次設計采用自制的16 位段碼液晶進(jìn)行顯示。利用液晶驅動(dòng)IC( HT 1621) 以及配套的液晶LCD 玻璃片，自制16 位段碼液晶。另外，驅動(dòng)IC 上裝有兩種頻率的蜂鳴驅動(dòng)電路，可以實(shí)現報警功能。

　　2. 4 串口通信模塊

　　在溫度采集過(guò)程中，由于系統隨時(shí)需要將采集到的溫度數值通過(guò)PC 機上的VC 界面進(jìn)行顯示，因此需要在PC 機和單片機之間進(jìn)行相互通信。由于PC 機的RS 232電平與單片機的TTL 電平不同，因此用MAX3232 芯片實(shí)現電平的相互轉換，這樣就可以實(shí)現單片機與PC 機之間的相互通信。

　　3 軟件設計

　　系統的軟件設計采用模塊化設計方法。下位機利用定時(shí)中斷發(fā)送溫度數據，利用端口中斷設置溫度報警的上下限，其他時(shí)間處于低功耗模式3 的狀態(tài)下，這樣可以大大降低功耗。上位機利用接收中斷接收數據，并且利用MAX3232 與PC 機通信。

　　NTC 熱敏電阻的主要缺點(diǎn)是熱電特性的非線(xiàn)性現象嚴重，本次設計采用查表法對NT C 熱敏電阻進(jìn)行線(xiàn)性化。線(xiàn)性插值法軟件流程如圖5 所示。

圖5 線(xiàn)性插值法熱敏電阻非線(xiàn)性自校正程序流程圖