基于MSP430單片機智能測溫控制系統設計

馬雙琪　馬帥寶

摘 要：本文介紹了以MSP430F149芯片為核心，并控制啟動溫度測量，接收測量數據，計算溫度值。采用RS485型紅外溫度傳感器來采集溫度數據。并結合LED顯示器、矩陣鍵盤和步進電機共同完成溫度控制。

關鍵詞：MSP430F149RS485 LED顯示器 矩陣鍵盤

步進電機

1引言

溫度控制廣泛用于生產和生活中，如溫室大棚、恒溫車間等許多場合。本文提出了以RS485作為溫度采集元件，MSP430F149為信息處理元件，結合LED顯示器、矩陣鍵盤和步進電機共同完成溫度采集、顯示、等功能。

2系統組成及工作原理

溫度采集控制系統硬件原理框圖如圖1所示，由紅外傳感器模塊、步進電機驅動模塊、LED顯示模塊、MSP430模塊、鍵盤輸入模塊等組成。下面對各組成部分的工作原理、功能進行分析。

2.1單片機系統

2.1.1MSP430F149，MSP430F149是美國TI公司設計生產的一款超低功耗的16位單片機。具有低電壓、超低功耗，工作電壓3.6V～1.8V；快速蘇醒，從待機模式下恢復工作，只需要不到6μS時間。具有內部參考電壓源，并且具有采樣、保持、自動掃描等功能。該型單片機具有64個引腳完全可以滿足系統的需要。

2.1.2矩陣鍵盤，矩陣鍵盤輸入電路主要用于設定溫度范圍，控制電機正反轉，電機緊急停止等功能。本次鍵盤設計采用中斷掃描方式實現的矩陣鍵盤，并采用軟件除抖。

2.1.3LED顯示模塊，該系統共有有六個LED，其中四個顯示溫度，其余兩個顯示位置。數碼管采用共陽極數碼管，采用動態顯示原理。

2.2紅外傳感系統

本次設計采用RS485型紅外溫度傳感器來采集溫度數據，先由于RS485采集到電流數據，并通過外電路把電流轉化成電壓，然后通過MSP430F149片內的A/D轉換來完成信號的采集任務。

2.3步進電機模塊

本次設計采用二相四拍步進電機，由步進角a=360/（zm）可知當齒數z等于100時，步進電機每次轉角為0.9°。當單片機給步進電機一個脈沖時步進電機轉動一個角度，當脈沖反向時電機的轉向也相反。

2.4電磁閥控制電路

當LED顯示的溫度高于設定溫度時，由單片機發出信號控制電磁閥的開啟，對相應位置進行降溫。

3系統軟件設計

系統程序設計較為簡單，采用順訊查詢的方式執行主程序。系統初始化后，每次可以通過鍵盤設定需要控制的溫度值。由紅外測溫傳感器在步進電機的帶動下對不同位置進行信號的采集，并與單片機的A/D通道進行連接，然后由單片機對信號進行處理，并在LED顯示模塊顯示出最大值及其位置，如果溫度超過了矩陣鍵盤所設定的值，單片機則控制電磁閥對對應的位置進行降溫處理。系統流如圖二所示

4結束語

采用單片機與溫度傳感器及其他硬件的結合，使其監控的實時性，控制的精確性得到了提高。同時，系統采用MSP430F149控制，使得整個系統能耗較低，安全性、穩定性得到進一步提高。

參考文獻：

[1] 謝興紅，林凡強，吳雄英，MSP430單片機基礎與實踐北京：北京航空航天大學出版社2012

作者簡介：馬雙琪，女，漢族，籍貫：河南洛陽，單位：河南理工大學機械與動力工程學院，研究：方向機械設計。