基于MSP430單片機(jī)智能測(cè)溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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(dòng)溫度測(cè)量，接收測(cè)量數(shù)據(jù)，計(jì)算溫度值。采用RS485型紅外溫度傳感器來(lái)采集溫度數(shù)據(jù)。并結(jié)合LED顯示器、矩陣鍵盤(pán)和步進(jìn)電機(jī)共同完成溫度控制。

關(guān)鍵詞：MSP430F149RS485 LED顯示器 矩陣鍵盤(pán)

步進(jìn)電機(jī)

1引言

溫度控制廣泛用于生產(chǎn)和生活中，如溫室大棚、恒溫車(chē)間等許多場(chǎng)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(jié)合LED顯示器、矩陣鍵盤(pán)和步進(jìn)電機(jī)共同完成溫度采集、顯示、等功能。

2系統(tǒng)組成及工作原理

溫度采集控制系統(tǒng)硬件原理框圖如圖1所示，由紅外傳感器模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、LED顯示模塊、MSP430模塊、鍵盤(pán)輸入模塊等組成。下面對(duì)各組成部分的工作原理、功能進(jìn)行分析。

2.1單片機(jī)系統(tǒng)

2.1.1MSP430F149，MSP430F149是美國(guó)TI公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的一款超低功耗的16位單片機(jī)。具有低電壓、超低功耗，工作電壓3.6V～1.8V；快速蘇醒，從待機(jī)模式下恢復(fù)工作，只需要不到6μS時(shí)間。具有內(nèi)部參考電壓源，并且具有采樣、保持、自動(dòng)掃描等功能。該型單片機(jī)具有64個(gè)引腳完全可以滿(mǎn)足系統(tǒng)的需要。

2.1.2矩陣鍵盤(pán)，矩陣鍵盤(pán)輸入電路主要用于設(shè)定溫度范圍，控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)，電機(jī)緊急停止等功能。本次鍵盤(pán)設(shè)計(jì)采用中斷掃描方式實(shí)現(xiàn)的矩陣鍵盤(pán)，并采用軟件除抖。

2.1.3LED顯示模塊，該系統(tǒng)共有有六個(gè)LED，其中四個(gè)顯示溫度，其余兩個(gè)顯示位置。數(shù)碼管采用共陽(yáng)極數(shù)碼管，采用動(dòng)態(tài)顯示原理。

2.2紅外傳感系統(tǒng)

本次設(shè)計(jì)采用RS485型紅外溫度傳感器來(lái)采集溫度數(shù)據(jù)，先由于RS485采集到電流數(shù)據(jù)，并通過(guò)外電路把電流轉(zhuǎn)化成電壓，然后通過(guò)MSP430F149片內(nèi)的A/D轉(zhuǎn)換來(lái)完成信號(hào)的采集任務(wù)。

2.3步進(jìn)電機(jī)模塊

本次設(shè)計(jì)采用二相四拍步進(jìn)電機(jī)，由步進(jìn)角a=360/（zm）可知當(dāng)齒數(shù)z等于100時(shí)，步進(jìn)電機(jī)每次轉(zhuǎn)角為0.9°。當(dāng)單片機(jī)給步進(jìn)電機(jī)一個(gè)脈沖時(shí)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，當(dāng)脈沖反向時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)向也相反。

2.4電磁閥控制電路

當(dāng)LED顯示的溫度高于設(shè)定溫度時(shí)，由單片機(jī)發(fā)出信號(hào)控制電磁閥的開(kāi)啟，對(duì)相應(yīng)位置進(jìn)行降溫。

3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單，采用順訊查詢(xún)的方式執(zhí)行主程序。系統(tǒng)初始化后，每次可以通過(guò)鍵盤(pán)設(shè)定需要控制的溫度值。由紅外測(cè)溫傳感器在步進(jìn)電機(jī)的帶動(dòng)下對(duì)不同位置進(jìn)行信號(hào)的采集，并與單片機(jī)的A/D通道進(jìn)行連接，然后由單片機(jī)對(duì)信號(hào)進(jìn)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(guò)了矩陣鍵盤(pán)所設(shè)定的值，單片機(jī)則控制電磁閥對(duì)對(duì)應(yīng)的位置進(jìn)行降溫處理。系統(tǒng)流如圖二所示

4結(jié)束語(yǔ)

采用單片機(jī)與溫度傳感器及其他硬件的結(jié)合，使其監(jiān)控的實(shí)時(shí)性，控制的精確性得到了提高。同時(shí)，系統(tǒng)采用MSP430F149控制，使得整個(gè)系統(tǒng)能耗較低，安全性、穩(wěn)定性得到進(jìn)一步提高。

參考文獻(xiàn)：

[1] 謝興紅，林凡強(qiáng)，吳雄英，MSP430單片機(jī)基礎(chǔ)與實(shí)踐北京：北京航空航天大學(xué)出版社2012

作者簡(jiǎn)介：馬雙琪，女，漢族，籍貫：河南洛陽(yáng)，單位：河南理工大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院，研究：方向機(jī)械設(shè)計(jì)。