基于MSP430單片機(jī)的溫度測控裝置研究

摘 要：在工業(yè)生產(chǎn)中溫度控制一直是主要的控制項(xiàng)目之一，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，溫度控制的技術(shù)性越來越先進(jìn)，在工業(yè)領(lǐng)域中已經(jīng)成為了重要的控制技術(shù)，很多產(chǎn)品的質(zhì)量都跟溫度的控制有著直接的關(guān)系，但是溫度的控制一直具有著較強(qiáng)的多樣性，所以本文根據(jù)MSP430單片機(jī)作為溫度控制裝置進(jìn)行分析，提出其優(yōu)勢和設(shè)計(jì)形式，望廣大同行給予指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：MSP430單片機(jī)；優(yōu)點(diǎn)；設(shè)計(jì)

中圖分類號：TP368.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 04-0000-01

MSP430單片機(jī)在工業(yè)控溫領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，要想提高其實(shí)用效率，就必須從發(fā)展現(xiàn)狀、方案設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行入手，將其引用優(yōu)勢清晰的體現(xiàn)出來，下面我進(jìn)行逐一分析。

一、MSP430單片機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著工業(yè)化進(jìn)程的不斷加深，工業(yè)溫度控制占據(jù)了十分重要的地位，越來越多的領(lǐng)域?qū)τ跍囟鹊目刂凭纫笾饾u提高，例如有機(jī)物倉儲、消防監(jiān)測、醫(yī)療控溫等方面的應(yīng)用十分廣泛，就此可以MSP430單片機(jī)在社會生產(chǎn)中發(fā)揮著十分重要的作用，該裝置在實(shí)際應(yīng)用上有著更加廣闊的發(fā)展前景。

二、MSP430單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn)

（一）處理能力巨大。MSP430單片機(jī)的運(yùn)行速率為12位，整體結(jié)構(gòu)是由RISC形式，并且在信息收集方面分布很廣。最大內(nèi)核處理指令高達(dá)27條，同時(shí)在設(shè)備中布置了大量信息存儲設(shè)備，可以根據(jù)存儲形式進(jìn)行多種方面的運(yùn)算。可以同時(shí)使用查表處理方法，并且擁有一個(gè)8MHZ驅(qū)動內(nèi)核，使其指令周期為125μs。這些特點(diǎn)在很大程度上能夠保證高性能的準(zhǔn)確信息的輸出，在加上其高兼容的特點(diǎn)可以直接內(nèi)嵌于多種設(shè)備。

（二）能耗較低。MSP430單片機(jī)的內(nèi)部布置了可以直接降低芯片電源盒電壓的可控式運(yùn)行時(shí)鐘，這使其在使用中能夠達(dá)到超低的能耗。MSP430單片機(jī)的電源不高于3.6V。這可以使其在1MHz的時(shí)鐘運(yùn)行時(shí)，只需要0.1～400μA之間電流就可以工作，另外MSP430單片機(jī)所好似用的系統(tǒng)為時(shí)鐘系統(tǒng)模式。并且在種類上分為基本時(shí)鐘系統(tǒng)和鎖頻環(huán)時(shí)鐘系統(tǒng)，這會使它在應(yīng)用上有更多的選擇。在CPU的構(gòu)成上可以根據(jù)需求進(jìn)行一或二個(gè)晶體振蕩器的調(diào)整。系統(tǒng)在構(gòu)成時(shí)所做的CPU和多種模塊能夠最大程度的降低并且能夠用在系統(tǒng)運(yùn)行的過程中進(jìn)行多種模塊的使用，并且采取不同的工作模塊，使芯片的能耗江東啊最低。

（三）系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。系統(tǒng)運(yùn)行都是先啟動時(shí)鐘系統(tǒng)在開啟CPU，這樣就能保證程序從正確的位置進(jìn)行執(zhí)行，同時(shí)保證晶體振蕩器能夠處于一個(gè)相對穩(wěn)定的時(shí)間中。在應(yīng)用中系統(tǒng)兼容的軟件可以通過存儲器來確定系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率。例如當(dāng)晶體振蕩器最為CPU時(shí)會加大故障的產(chǎn)生率，但DCO的激動可以彌補(bǔ)這一缺點(diǎn)，在保證系統(tǒng)正常運(yùn)行的同時(shí)將系統(tǒng)程序進(jìn)行復(fù)位。

三、MSP430單片機(jī)的整體設(shè)計(jì)方案

（一）溫控設(shè)計(jì)。很多溫度控制系統(tǒng)都是以MSP430單片機(jī)作為核心控制，系統(tǒng)中的硬件部分主要負(fù)責(zé)溫度檢測、信息放大、溫度預(yù)警、程序控制等方面，這也使溫度的傳感器能夠通過溫度信息直接轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號。在電壓信號放大后可以直接應(yīng)用到單片機(jī)的控制范圍之內(nèi)，這樣就能完成獎溫度控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為電壓預(yù)警信號，同時(shí)電壓信號也被放大到單片機(jī)能夠接納的范圍內(nèi)。在將受干擾的濾波進(jìn)行過濾，再將其送入單片機(jī)。MSP430單片機(jī)在信號的采集過程中為了提高精度，都會對信號進(jìn)行數(shù)字濾波。這種采集形式對于單片機(jī)來說能夠進(jìn)一步的提高精度。單片機(jī)能夠?qū)⑹占降臏囟刃畔⑦M(jìn)行比較，如果出現(xiàn)程序上的調(diào)節(jié)和定值就會對檢測形式和差值提出溫度控制的方法，并且合理的觸發(fā)程序的控制單元進(jìn)行單元控制。當(dāng)檢測值高于設(shè)定值時(shí)，可以控制制冷系統(tǒng)來降低環(huán)境的溫度，當(dāng)檢測值低于設(shè)定值時(shí)，需要啟動加熱程序，并且環(huán)境溫度，使其達(dá)到控制溫度的目的。

（二）信號放大部分設(shè)計(jì)。信號質(zhì)量是保證溫度控制準(zhǔn)確性的重要因素之一。所以必須要使用電壓對電壓信號進(jìn)行放大，需要放大的信號一般都是由溫度傳感器直接發(fā)送，電壓信號發(fā)生的信號較低，這就是使放大器能夠?qū)⑿盘柗糯蟮阶銐虻膹?qiáng)度。然后再將洗好傳送到單片機(jī)進(jìn)行分析，使其能夠進(jìn)行合理的溫度控制。

（三）共發(fā)射極放大器結(jié)構(gòu)。共發(fā)射極放大器，能夠把輸入的交流信號電壓疊加在直流電壓上，使晶體管基極、發(fā)射極之間的正向電壓發(fā)生變化，通過晶體管的控制作用，使集電極電流有更大的變化，它的變量在集電極電阻上產(chǎn)生大的電壓變量，從而實(shí)現(xiàn)電壓放大。共發(fā)射極的電壓需要進(jìn)行合理的放大，并且將電壓實(shí)現(xiàn)按需求的變量。

（1）電路運(yùn)行中多需要的能源要由集電極電源VCC進(jìn)行放大，要將發(fā)射結(jié)處于正向偏置的位置，同時(shí)將集電結(jié)處于反向的位置。這樣進(jìn)行能夠?qū)⒕w管的工作能力增強(qiáng)，但需要注意VCC的取值范圍，要設(shè)置為幾伏到幾十伏的范圍內(nèi)。（2）晶體管V是放大電路的核心元件。利用晶體管在放大區(qū)的電流控制作用，即Ic=βIb的電流放大作用，將微弱的電信號進(jìn)行放大。（3）集電極負(fù)載電阻Rc是晶體管的集電極負(fù)載電阻。它將集電極電流的變化轉(zhuǎn)換為電壓的變化，實(shí)現(xiàn)電路的電壓放大作用。Rc一般為幾千歐到幾十千歐。（4）在工作范圍內(nèi)基極電阻RB，也要被放大才能達(dá)到使用的狀態(tài)，這需要適當(dāng)提升其靜態(tài)工作點(diǎn)的位置，并且在保證RB的電阻在幾十千歐到幾百千歐。（5）耦合電容C1、C2起隔直流、通交流的作用。在信號頻率范圍內(nèi)，認(rèn)為容抗近似為零。所以分析電路時(shí)，在直流通路中電容視為開路，在交流通路中電容視為短路。C1、C2一般為十幾微法的有極性電解電容。

四、結(jié)束語

本文針對MSP430單片機(jī)的優(yōu)勢和設(shè)計(jì)應(yīng)用進(jìn)行分析，使我們知道MSP430單片機(jī)在低功耗、處理能力強(qiáng)等方面有著十分顯著地優(yōu)勢，同時(shí)MSP430單片機(jī)在作為主控制器時(shí)，對環(huán)節(jié)溫度和室內(nèi)溫度能夠進(jìn)行精密的控制，它的可靠性、結(jié)構(gòu)性、低成本等有優(yōu)勢使其具備了十分廣泛的發(fā)展前景。

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