基于MSP430单片机的多参数环境测量仪
基于MSP430单片机具有多项选择功能的串联电池组检测装置设计
基于 MSP430单片机具有多项选择功能的串联电池组检测装置设计摘要：能源短缺环境污染已成为全世界重点关注的问题，加速开发推广应用以电动汽车为代表的新能源汽车已成为全球环保方面的“高边疆”。
测量是电池组的“体检”，是电池组寿命延长的关键，也是用户安全的保障。
电池组大多由多节相同电压的单体电池串联而成，但在使用过程中经常会出现单个电池的损坏，从而影响整个电池组的使用安全。
因此需要对电池组进行高效的诊断，及时更换受损电池，达到电池组使用安全和延长电池组使用寿命的目的。
如何快速的测量任意单体的电压、电流、温度等重要数据是分析电池组状态的关键。
本文以MSP430单片机为核心，运用CD4051多项选着开关与LM358芯片等构成具有多项选功能的串联电池组单体电池检测电路。
进行matlab仿真设计，并搭建出了试验性原型装置，验证了本设计的可行性。
本装置可通过按钮选折，快速读取任意单体电池的电流、电压、温度等参数。
关键词：MSP430单片机参数采集电池组测量故障诊断大创项目名称：基于双神经元PID优化的动力电池寿命预测装置项目号：202111437019引言：单体电池的不一致性是导致电池组寿命大幅度减小的关键问题，也严重影响了电池组的使用安全。
为分析电池组的状态，本文所设计的装置能快速选取并测量由N节电池串联而成的电池组中任意单体电池的温度、电压、电流等关键数据并显示。
本装置使用MSP430单片机作为核心，在未使用时还可进入休眠模式降低装置能耗。
1.工作原理通按钮控制单片机选折测量不同单体电池的温度、电压、电流等关键数据，显示出来并上传数据。
根据后续数据分析，判断电池组是否故障，筛选出损坏的单体电池。
2.系统设计使用MSP430单片机作为系统核心，通过按钮控制CD4051多项选择开关选折待测单体电池。
然后将电池的电压信号用LM358芯片所构成的运放电路缩小至单片机IO口能识别的电压范围（0-2.5v），最后在12864液晶显示屏上显示并通过串口上传数据。
基于单片机的环境监测系统毕业论文
基于单片机的环境监测系统专业：电子信息工程摘要随着时代的发展，21世纪的电子产品也越开越丰富，伴随着电子产品的快速发展，电子测量的应用也越来越广泛，不再局限于军事，转向民用发展。
更加使得电子测量技术的到极大的发展。
数字信号有着良好的抗材料本身干扰和环境干扰的能力，所以，现在市面上的模拟信号产品逐渐被数字信号产品代替，并且使得测量产品越来越方便。
根据市场调查，虽然市场上有很多关于环境监测系统测试仪，但大多数是应用于空气，湖泊，海洋，河流等大型检测系统，关于检测农业环境的室内小型检测系统市面上却很少，所以，设计一个小型简单方便使用的农用检测系统对于农业大棚提高产量，解决环境变幻对农业大棚的损坏，有很大的社会意义。
关键词：单片机环境检测农业Environment monitoring system based on single chip microputerAbstract With the development of the era, as the electronic products are rich in the 21st century, along withthe rapid development of electronic products, electronic measurement is being more and more widelyapplied, no longer restricted to military and civilian development. More to the great development ofelectronic measurement technology. Digital signal has a good ability to resist interference and environmentalinterference material itself, so, now the analog signals of products on the market is gradually replaced bydigital signal products, and the measurement products is more and more convenient. According to thesurvey of the market, although there're a lot about the environmental monitoring system tester on the market,but most is applied in the air, lakes, oceans, rivers, large detection systems, such as indoor small detectionsystem about the detection of agricultural environment, but few on the market, therefore, to design a smallsimple and easy to use agricultural detection system for agriculture greenhouses to increase production, toavoid bad weather outside.Key word Single chip microputer Environment detection system Agricultural greenhouse目录1课题任务与要求41.1任务41.2任务目标41.3课题要求42系统概述42.1选题背景42.2 单片机简介52.3 C语言简介52.5 Keil C51简介52.6 Proteus概述53系统的总体设计63.1系统监控对象63.2系统总体结构63.3系统流程图74系统硬件设计104.1微处理器104.2模数转换模块104.3传感器104.4光照强度传感器模块114.5大气压强传感器模块114.6 PM2.5传感器模块114.7 温湿度传感器模块114.8 系统总电路图124.9 PCB图片135系统软件设计135.1 温湿度子程序135.2光照强度子程序145.3 大气压强子程序145.4 PM2.5子程序145.5 串口通信子程序156 测试结果与分析改进157附录168参考文件179总结、致谢18引言在日常生活中，PM2.5温度，湿度，光照强度关乎我们的生活质量，也在农业大，大气压强，棚中关乎大棚的产量，合适的PM2.5温度，湿度，光照强度，会极大地提高产量。
基于MSP430F149单片机的大气环境CO_2探测仪的设计与实现
摘要 ： 介 绍 了一 种 新 型 的 大气 环 境 Ｃ Ｏ 实 时探 测 系统 。该 系统 依 据 双 波 长 非 分 光 红 外 吸 收 技 术 ， 利用 Ｍ Ｓ Ｐ ４ ３ ０ Ｆ １ ４ ９
单 片机作为控制核心 ， 通过单 片机 自带的 １ ２位模／ 数转换 器对经过放大 、 滤 波预 处理后的双通道信号进行模数转换 ， 然后
Ｓ ＨＡＯ Ｓ ｈｉ — ｓ ｈ ｅ ｎ ｇ ， ＹＵＡＮ Ｋｅ— ｅ ， ＣＡＯ Ｋａ ｉ — ｆ ａ ， ＸＵ Ｚｈ ｉ — ｈ ａ ｉ
（ １ ． Ｋｅ ｙ Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆ Ａｔ ｍｏ ｓ ｐ ｈ ｅ ｒ ｉ ｃ Ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｏｐ ｉ ｔ ｃ ａ ｌ Ｒａ ｄ ｉ ａ ｉ ｔ ｏ ｎ ， Ａ ｎ ｈ ｕ ｉ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｏｐ ｉ ｔ ｃ ｓ
ｔ ｅ ｃ ｈｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｗａ ｓ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄｕ ｃ ｅ ｄ． Ｔｈ ｉ ｓ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｗａ ｓ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ｂ ｙ Ｍ ＣＵ ｏ ｆ ＭＳ Ｐ４ ３ ０Ｆ１ ４ ９ ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｅ ｍｂ ｅ ｄ ｄｅ ｄ ａ １ ２ ｂ ｉ ｔ ｓ Ａ／Ｄ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ａｅ ｒ ｔ ｈ ａ ｔ ｃ ａ ｎ ａ ｃ ｑ ｕｉ ｒ ｅ ｔ ｈｅ ｄ ｕ ａ ｌ — ｃ ｈ ａ ｎ ｎ ｅ ｌ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ ＣＯ２ ｃ ｏ ｎｃ ｅ ｎｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｆ ｔ ｅ ｒ ｐ ｒ ｏ ｅ ｅ ｓ ｓ ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ａ ｍｐ ｌ ｉ ｉｅ ｆ ｒ ａ ｎ ｄ ｉｌ ｆ ｔ ｅ ｒ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕｉ ｔ ｓ ． Ｔｈｒ ｏ ｕｇ ｈ ｔ ｈ ｅ ＲＳ一 ２３ ２ ｉ ｎｔ ｅ ｒ —
基于单片机的室内环境监测仪的设计毕业设计论文
基于单片机的室环境监测仪的设计摘要本系统满足室环境变量实行全面、实时、长期监测的要求, 实现室环境温湿度、可燃气体浓度检测的自动化和智能化。
系统以单片机为核心，以温度、湿度传感器，气敏传感器作为测量元件，通过单片机与智能传感器相连，采集并存储智能传感器的测量数据，经过分析处理将结果显示于LCD液晶屏。
在单片机系统中，还要实现超限报警和数据辅助存储功能。
本设计主要做了如下几方面的工作:一是确定系统的总体设计方案：包括系统应具备的功能、达到的技术指标、系统的设计原则；二是整个系统和各个模块的硬件和软件的设计：传感器的静动态特征分析使用、使用单总线技术的SHT11数字温湿度传感器的测温湿电路以及程序设计、使用气敏传感器MQ211进行数据采集的电路以及程序设计；三是报警、按键的电路和程序设计。
该设计对室温湿度实现了检测与显示,而对CO和甲烷等有害气体完成超标报警，为人们的生活、娱乐及公共场所的环境提供了一种有效的防护系统。
关键词：单片机，STC89C52，SHT11，温湿度监测，MQ211，室环境MCU-BASED INDOOR EVENVIRONMENTAI MONITORING SYSTEMABSTRACTThe system meets the implementation of a comprehensive indoor environmental variable, real-time, long-term monitoring requirements. System microcontroller core, temperature, humiditysensors, gas sensors as measuring devices, smart sensors through theMCU and connect smart sensors collect and store measurement data,through analyzing and processing the results shown in the LCD liquidcrystal screen. In the SCM system, but also assisted to achieveover-limit alarm and data storage capabilities.This design made the following main aspects of work:First,determine the system's design program: including system should havefunctions to the technical specifications, system designprinciples;Second, the whole system and each module of the hardwareand software design: static and dynamic characteristics of thesensor to use, single-bus technology SHT11 digital temperature andhumidity sensors measuring temperature and humidity circuit andprogram design, use of gas sensor data acquisition MQ211 circuit andprogram design;Third alarm, circuit and button programming.The design of the indoor temperature and humidity to achieve thedetection and display, while CO and methane, and other harmful gasesto complete excessive alarm, as the people's life, entertainment andpublic places to provide an effective environmental protectionsystem.KEY WORDS：Single-chip microcomputer, STC89C52, SHT11, monitoringof temperature and humidity, MQ211, indoor environment学位论文原创性声明本人重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
基于MSP430单片机的超声波测距系统设计
２超 声波测距系统总体设计
本 文 测 距 系 统 采 用 ＸＫＣ—ＭＥ００７Ｙ５０ＨＶ２
渡 越 时 间 法 测 距 的 基 本 思 想 是 利 用 超 声 波在 介质中传播时 间和速度 来确 定距离。本文 以 ＭＳＰ４３０单片机作 为处理 器，联同超声波接
Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ· 人工智能
发 、温度测 量及电子显示等单元一起构成 了超 声波测距 系统。系统结构图如图 Ｉ所示 。
３ 系统 的硬件设计
片机 。当前超 声波测距 方法主要有三种 ：相位 检测法 、声波幅值检 测法 和渡越时间法 。相位 检测法测量精度最 高，但 测量范围具有一定局 限 性 且 电路 复 杂 声 波 幅 值 检 测 法 操 作 最 简 单 、 成本相对较低 ，但 易受到反射介质的影响；渡
Ｂ８ （ＲＸ ）
ｉｍｅｒｉｏｒ
ＴＸ）Ｉ
触 笈倍 号 （Ｔ＞５Ｏｍｓ）
卿波倍号
内 酆 发射 ｓ个５０ＫＨＺ脉冲 商 （Ｔ＝４５０ｐｓ）
【关键词 】测距 ＭＳＰ４ ３０单 片机 超 声波
冤 Ｉ嘲波 Ｔ－－６０ｍｓ
图 ２：超 声波时序 图
１ 引 言
超声 波 测距 作为 一种 典型 的非接 触 测量 方 法 ，其 系 统 核 心 部 分通 常 包 括 测 距 方 法 和 单
、
有 ＶＣＣ、Ｔｒｉｇｇｅｒ、Ｅｃｈｏ、ＧＮＤ 四个 管脚 ，其
／ 分 别对 应 于：ＶＣＣ， 电源 输 入 （模块 默认 为 ５Ｖ供 电）；Ｔｒｉｇｇｅｒ，触发引脚 ，高 电平触发 ，
基于MSP430测振仪的研制
Ｋ ｙ ｗｏ ｄ ： ｂ ａ ｉ ｎ ｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ Ｖｉ ｒ ｔ ａ ｕ ｅ ｎ Ａ／ ｃ ｎ ｅ ｓｏ Ｍ ＣＵ ｏ Ｄ ｏ ｖ ｒ ｉ ｎ
１前 言
在 航 空航 天 、大 型 机械 设 备 等复 杂 结 构 系统 的设
率 范 围较 窄 ，频 率 响应 较 大 的缺 点 ，必 须在 实 际使 用
ｂ ａ ｉｎ ｍ ｅ ｓ ｒｎｇｍ ｅｅ ｒ ｉ ｒｔ ａｕ ｏ ｉ ｔ ｒａ ｅ ｓｍｐｌｆｅ ｒ ａ ｌ ａ ｄ ｔ ｉ ｌｏｍ ａ ｅ ｈ ｎｓｒ ｍｅ ｔ ｅ ｇｇｎｇ ｍｏ ｅｃ ｎ ｅ ｉ ｎ ． ｉ ｄ ｇ ｅ ｔ ｎ ｈ ｓａ ｓ ｋ ｓｔ ｅｉ ｔｕ ｎ ’ ｄ ｂｕ ｉ ｒ ｏ ｖ ｎ ｅ ｔ ｉ ｙ Ｓ
徐 健 周 汉 义
合 肥 工 业 大学 材料 科 学 与 工程 学 院 （ 合肥 ２ ０ ０ ） ３０９
摘
要 ： 对 飞机 发 动机 专 用测振 仪 器 的缺 点 ， 计 出基 于 单 片机 ＭＳ ４ ０ １３的振 动 测量 仪 ， 细介 绍 了它 针 设 Ｐ３Ｆ３ 详
的测量原理及软 、 硬件设计 。该测振仪 采用 ｌ 位 Ａ ６ Ｄ转换芯片 Ａ Ｓ ８９ Ｄ ７ ０ 进行 Ａ Ｄ转换 ， ／ 并在软件上
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科 学仪 器与装置
Ｓ Ｉ ＴＦ Ｓ Ｒ Ｍ Ｎ Ｎ ＵＰ Ｎ ＣＥ ＩＣ Ｎ Ｔ Ｕ Ｅ Ｔ ＤＥ Ｉ Ｎ ＩＩ Ａ Ｑ ＭＥ Ｔ
基 于 ＭＳ ４ ０测 振 仪 的研 制 Ｐ ３
Ｄｅ ｉｎｏ ｂ ａ ｉｎ Ｍ ｅ ｅ ｓ ｄ ｏ ｓｇ ｆ Ｖｉｒ ｔ ｔ ｒ ｏ Ｂａ ｅ ｎ ＭＳＰ４ ０ ３
输入 １ 位 Ｄ Ａ转换器 ，检流计等组成 。由于磁 电式 ６ ／
基于单片机的环境噪声监测仪的设计(毕业论文)(可编辑)
基于单片机的环境噪声监测仪的设计院系自动化学院专业测控技术与仪器班级学号姓名指导教师负责教师摘要噪声对人体健康有着严重的危害,因此减少噪声危害已成为当前一项重要的任务。
环境噪声监测,是人类提高生活质量,加强环境保护的一个重要环节。
本文详细介绍了噪声监测系统的测量原理和系统组成,包括:噪声信号的转换、放大、V/F转换、数据采集和显示系统的设计。
外界噪声信号通过传声器转换成音频信号,电信号经过放大和V/ F 变换输入到单片机进行处理,并转换成相应的噪声分贝值通过LED 显示,从而实现噪声的实时监测。
该系统具有实现简单,精确度高,可用于实际进行噪声的实时监测等特点。
关键词:传声器;运算放大器;V/F转换器;单片机;LED第1章绪论课题产生的背景噪声即噪音。
是一类引起人烦躁、或音量过强而危害人体健康的声音。
噪声通常是指那些难听的,令人厌烦的声音。
噪音的波形是杂乱无章的。
从环境保护的角度看,凡是影响人们正常学习,工作和休息的声音凡是人们在某些场合“不需要的声音”,都统称为噪声。
如机器的轰鸣声,各种交通工具的马达声、鸣笛声,人的嘈杂声及各种突发的声响等,均称为噪声。
噪声污染属于感觉公害,它与人们的主观意愿有关,与人们的生活状态有关,因而它具有与其他公害不同的特点。
噪音污染主要来源于交通运输、车辆鸣笛、工业噪音、建筑施工、社会噪音如音乐厅、高音喇叭、早市和人的大声说话等。
环境噪声监测,是人类提高生活质量,加强环境保护的一个重要环节,在各大城市的繁华街区和居民区,已有大型环境噪声显示器竖立街头。
但目前国内的便携式噪声测试仪,多为价格昂贵的进口专用设备,除卫生、计量等环保专业部门拥有外,无法作为民用品推广普及。
本文介绍一种以89C52单片机为核心,采用V/F 转换技术构成的低成本、便携式数字显示环境噪声测量仪。
该仪器工作稳定、性能良好,经校验定标后能满足一般民用需要,可广泛应用于工矿企业、机关学校等需要对环境噪声进行测量和控制的场合。
基于MSP430和TDC1000的低功耗高精度超声波测流量计设计
图１ 系统硬件构成 超声波模块选择通过综合考虑多种超声波发生装置，最终选用最新的公司的TDC1000芯片，该芯片有两套超声波发送通TX1/TX2，支持单/双传感器的应用，可编程激励范围31.25kHz至4MHz，多达31个脉冲，两套接收器通道RX1/，可以访问外联部滤波器的信号链，内置可对回声进行质检的可编程阈值比较器，可实现针对较长差动飞行时间TOF）测量的可编程低功耗模式，并且可对TOF测量自动交换通道，其测量范围高达8ms，工作电流高达1.8µA(2 SPS)，为本设计的精度提供了强有力的硬件保障。
值得注意的是，该芯片内部集成了温度测量模块，包含两个PT1000/500 RTD接口，且RTD间的匹配精度为0.02CRMS。
工作温度范围为-40～125℃，可基本满足本设计的适用范围要求。
高精度计时模块由于超声波的发送和接收之间时间间隔极短，MSP430身不能满足该要求，故扩展高精度计时模块，选用司的TDC7200时间数字转换器，其标准偏差为35ps 辨率为55ps，具有两种计时模式，模式１测量范围～500ns，模式2范围为250ns到8ms，功耗可低至0.5µA(2 SPS)，可在-40～85°C的温度区间内正常工作。
此芯片可以测量START到多个STOP之间的运行时间，这一功能使得用户能够灵活选择回声性能最佳的STOP脉冲。
该器件具有内置自校准时基，可对时间和温度偏差进行补偿。
这一自校准功能使得时间数字转换器能够达到皮秒级精度。
其他为实现本设计，还需用到其他常规功能器件，因其并无图２ 系统流程3.2 算法实施设计时，为了保证精度，算法的实施非常重要，本设计为了保证精度，采集和预设变量，通过搭载温度测量芯片，手动输入难以测量的管道数据，以保证超声波测流量模型的准确性。
并对算法中部分系数采用了迭代修正的方法。
同时内置多种流量测算方法，每种算法的应用场合都有所不同，图３ 拟合曲线（2）温度修正：超声波也是一种声波，也受到温度的影响，因此，会将误差带入流量计算公式中，在极端环境或长期使用的情况下，误差会一直累加变得越来越大，因此，温度修正十分必要。
基于MSP430单片机的温度测控装置的设计与开发
基于MSP430单片机的温度测控装置的设计与开发设计与开发基于MSP430单片机的温度测控装置一、引言随着科技的不断进步，温度测控装置在生活和工业中扮演着重要的角色。
本文将介绍基于MSP430单片机的温度测控装置的设计与开发。
该装置可以用于实时监测环境温度，并根据设定的阈值控制温度。
二、硬件设计1.传感器选择：本设计采用温度传感器DS18B20。
它是一种数字式温度传感器，通过一根串行线来与单片机通信。
2.电路连接：将传感器与MSP430单片机连接。
传感器的VCC引脚接单片机的3.3V电源，GND引脚接地，DQ引脚接到单片机的GPIO引脚。
3.LCD模块：为了显示当前温度和控制参数，我们需要一个LCD模块。
将LCD模块的数据引脚接到单片机的GPIO引脚。
4.电源：设计一个适当的电源电路，以提供所需的电压和电流。
三、软件设计1.硬件初始化：在程序开始时，初始化MSP430单片机的GPIO引脚，配置传感器引脚为输入模式和LCD数据引脚为输出模式。
2.温度采集：通过传感器的引脚与单片机通信，获取当前温度数据。
传感器采用一线式通信协议，在读取温度数据之前，先向传感器发送读取命令，然后从传感器接收数据。
单片机通过GPIO引脚进行数据的收发。
3.温度显示：将获取到的当前温度数据通过LCD模块显示出来。
4.温度控制：设定一个温度阈值，当实际温度超过阈值时，单片机控制继电器等设备进行温度调节。
可以采用PID控制算法，根据当前温度与设定温度的差异，调整控制设备的输出。
5.程序循环：通过一个无限循环来保持程序运行。
四、测试与验证1.硬件测试：对硬件电路进行测试，确保传感器和LCD模块的接线正确，电源电压稳定。
2.软件测试：通过模拟不同温度值，确认温度采集、显示和控制功能正常。
3.综合测试：将温度测控装置放置在实际环境中，观察温度采集和控制性能，根据需要进行调整。
五、结论本文设计与开发了基于MSP430单片机的温度测控装置。
基于MSP430超低功耗处理器的监护仪脉搏血氧模块
…
…
—Ｕ翰 ●一
样我们选用对血氧饱和度 的检测有较强的灵敏度和稳
健性的波长分别为 ９ ０ ｍ和 ６０ｍ的红外光和红光。 ４ｎ ６ｒ ｉ
路 ，前置放大 ，红光 、 红外光分离电路 ，自动增益控
制电路和高低通滤波电路等几部分。
２ 红光 、红外光发射接收控制时序 ． Ｉ
如图 ２ 所示 ，因为血氧的检测须用到红光 、红外
小 时： Ａ ｌ［ 一４ ／ ＿－ ＥＣ ＋ Ｗ＝ ｎ（ ， ／ （ ．， １ ， ］ ０ Ｇ Ｄ一一 （） ３
的血氧模 块 ： 作原理 及软硬件实现 力法． ：
人体 动脉 血中血红 蛋白 丰要 以还原 （ ｈ 和氧合 Ｈ ） （ ｂ ： 形式存 在 吡氧饱和度 定义为 ： ＨＯ）
和度是其 中的一个 霞要参数 它反映 ｒ 动脉血 液流经 肺部后 ．氧合血红蛋 白所占血红拦 内总体 的比例 血
卞富 毛细血僻床 的予指 、 趾和耳乖等 部位 ．另一边 脚 光敏 铃接收的透 射光的强发 为：
， ＝＾￣ Ｘ ￣ｅ ｇ ‘。 ‘ （ ２）
式Ｉ
下标 ｌ 分别表 Ｈ 、２ ｈ和 Ｈ Ｏ ； ｂ２ Ｅ、 、】 ｃ 【分别 为溶液 吸光 系数 、 浓度 和动脉 血的路
印 ＝ ａ Ｉ ＋ ０ ０ ％ Ｈｌ （ ｍ Ｏ Ｈｂ ） ０ ×ｌ （１ ）
根据光学原理 ．当发光管发射的 单色光透过 具有
ｌ 于△ ）及 Ｃ 、（ 未知 ．因此需要 另一 束光 ，这 ： ｌ Ｊ ｔ １ ＾
２ ６ 第３ 叶ｌｆ鸳 ０ 年 朋 ， ｉ 慷表 ０ 司
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ｗｉｈＭＳＰ ３ ｃ ｏ ｒ ｃ ｓ ｏ Ｉ ４ ０ Ｍｉ ｒ ｐ ｏ ｅ ｓ ｒ
电子科技 大学 （ 成都 ｆ （ｂ 】冯 奇 １１ ４ １Ｉ ５
MSP430系列单片机介绍
MSP430系列单片机介绍MSP430系列单片机是德州仪器（TI）公司推出的一种低功耗、高集成度、高性能的16位超低功耗单片机。
它采用精确的调度技术和先进的低功耗架构设计，拥有出色的性能、高功耗效率、广泛的外设集成以及丰富的工具和软件支持。
MSP430系列单片机的内核基于RISC架构，拥有16位数据总线和16位地址总线。
它可以工作在多种工作频率下，从几kHz到几十MHz不等，以满足不同的应用需求。
此外，MSP430系列单片机还具有多种睡眠模式，可以进一步降低功耗。
MSP430系列单片机内置了丰富的外设，包括模拟接口、数字接口和通信接口。
模拟接口包括模数转换器（ADC）、数字模拟转换器（DAC）和比较器等，可以实现各种传感器接口和模拟信号处理。
数字接口包括通用输入输出（GPIO）、定时器/计数器、串行通信接口等，可以实现数字信号处理和通信功能。
通信接口包括UART、SPI和I2C等，可以实现与外部设备的数据交换。
MSP430系列单片机广泛应用于各种电子设备中，如便携式设备、智能家居、医疗器械、工业自动化等。
由于其低功耗和高性能的特点，它可以满足不同应用场景下对功耗和性能的需求。
例如，在便携式设备中，MSP430系列单片机可以实现长时间的电池寿命；在智能家居中，它可以实现低功耗的远程控制和数据传输；在医疗器械中，它可以实现高精度的信号处理和通信。
总之，MSP430系列单片机是一种低功耗、高集成度、高性能的16位超低功耗单片机。
通过其先进的架构设计和丰富的外设集成，它可以满足各种应用的需求。
同时，它还提供了丰富的工具和软件支持，方便开发者进行开发和调试。
基于MSP430的低功耗仪表系统设计
图5智能终端主程序流程图
4 总结
通过对影响系统功耗的各种因素的分析,确定了要从硬件选择和软件设计两方面同时考虑、软硬结合来最大限度的降低功耗。本文研究的多用途低功耗仪表系统, 可作为我国的水表、燃气表、热量表、电能表以及各种检测仪、监控器等急需电子智能化的实现方案。
本文作者创新点: 本文以降低功耗作为主要目标,所研究的多用途低功耗仪表系统,是便携式、低功耗设备的一个比较具体的通用型实现方案。只要根据实际需要加上相应的传感器和修改一下具体软件,该系统能够方便的应用于需要电池供电的多种检测设备。
MSP430系列的主要特征有:超低能耗的体系结构大大延长了电池寿命;适用于精密测量的理想高性能模拟特性;16位RISC CPU为每一时间片处理的代码段容量提供新的特性,系统可编程的Flash存储器可以反复擦写代码、分块擦写和数据载入。图3-1给出了电能表的硬件框图:
图1 系统硬件框图
图1中的硬件按功能可分为数据采集、放大与滤波、单片机、键盘、LCD显示、时钟电路、数据存储、DAC、报警、看门狗电路、RS485通信和电源管理等功能模块。
一些电阻和输出电压的典型值如表1所示:
表1 工输出电压和电阻的典型值
2.2.2 放大与滤波模块
我在该低功耗系统的输入通道中采用的前置放大器是TI公司的OPA349。输入通道电路,该电路除了放大功能,还能具有滤波功能,消除无关的交流分量。
图3 放大与滤波电路图
2.2.3 RS-485通讯电路
本通用智能终端中,任务AD转换、开关量采集、LCD显示、输出控制等是合作式任务,按照延迟时间和周期来顺序执行;键盘扫描分解成短任务处理;485通信为中断式任务,执行上位机命令任务,实际上大部分命令任务都是根据命令要求,改变某些变量或寄存器的内容,执行速度很快,可以每来一次命令执行一次,属于单次任务。由系统任务和调度器设计原则,给出调度器任务的属性列表如表2所示。
基于单片机的室内环境监测系统设计
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊摘要目前，随着生活水平的提高，人们对室内居住环境的舒适度要求越来越高，住宅和居室是人们生活的重要物质条件,是人们生活、家庭团聚的场所，但随着装修材料大量使用和生活用品的日益广泛，家居环境隐患重重。
不仅表现在室内温湿度的影响上，也体现在室内有害气体浓度的大小上。
在室内装修之后，甲醛浓度的监测受到人们关注，中国环境保护协会有关数据统计表明，每年因室内环境污染患病或死亡的人数例已引起专家们的注意，室内环境污染已经成为严重影响现代人类健康的杀手之一。
在市场也有对室内环境的监测仪器，主要针对的是有害气体检测，功能单一，而且价格较贵，根据市场调查非常需要家用室内温湿度和室内有害气体的综合检测系统。
把传感器技术应用与单片机控制技术相结合，实现了对环境温湿度、可燃气浓度和甲醛浓度的采集和读取。
利用LED数码管显示技术完成了环境温度、湿度及显示电路的设计。
外接了蜂鸣器报警模块，在超过设定燃气浓度上限时自动报警。
关键词：单片机，温湿度监测，室内环境系统。
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ABSTRACTNow,with the improvement of living standards,People on the indoor comfort of the living environment have become increasingly demanding,Housing and living room is an important material conditions of life,people,family reunion sites,but with the extensive use of decoration materials and daily necessities of an increasingly wide range of home environment breaches.Not only in indoor temperature and humidity,but also reflected the concentration of harmful gases in the room size.In the interior,the formaldehyde concentration monitoring of people's attention，China Environmental Protection Association,the statistics show that，Each year due to illness or death of indoor environmental pollution has caused the proportion of the attention of the experts,Indoor pollution has become a serious impact on the killer of one of the modern humanhealth.Market but also on the indoor environment monitoring instruments,mainly for the hazardous gas detection,single function,and higher prices,according to market research is needed household indoor temperature and technology humidity and indoor harmful gas integrated detection system.The sensor and MCU control technology,to achieve the environmental temperature and humidity,gas concentration and the concentration of formaldehyde in the collection and reading.The use of LED display technology to complete the environmental temperature,humidity and display circuit design.Add a buzzer alarm modules,gas concentrations in excess of the limit set alarm.Light-emitting diode for temperature and humidity and gas concentration limit alarm.KEY WORDS：Single-chip microcomputer,monitoring of temperature and humidity, indoor environment.┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊目录第1章绪论 (1)1.1 设计背景及意义 (1)1.2 室内环境监测系统现状 (2)1.3 设计目的及内容 (3)第2章系统设计方案 (4)2.1 设计要求 (4)2.1.1 硬件设计要求 (4)2.1.2 功能要求 (5)第3章硬件电路选型 (6)3.1 CPU模块 (6)3.1.1 芯片管脚连接 (6)3.1.2 芯片管脚说明 (6)3.1.3 晶振和复位电路 (11)3.2 气体传感器与模数转换模块 (12)3.2.1 气敏传感器的特点和使用 (12)3.2.2 气敏传感器的连接 (14)3.3 温度湿度传感器模块设计 (14)3.3.1 SHT11温湿度简介 (15)3.3.2 SHT11的引脚功能 (16)3.3.3 SHT11的内部结构和工作原理 (16)3.3.4 SHT11应用与连接电路 (17)3.3.5 温度和湿度值的计算 (18)3.4 LCD显示模块设计 (19)3.4.1 LCD特点 (19)3.4.2 LCD的管脚 (21)3.4.3 LCD的连接电路 (21)3.5 按键电路块 (22)3.6 报警电路模块设计 (23)第4章软件设计 (24)4.1 软件系统设计 (24)4.2 主程序设计 (25)4.3 LCD1602显示模块程序设计 (26)4.4 SHT11温湿度测量模块程序设计 (27)4.5 系统程序设计 (27)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊结论 (28)谢辞 (29)参考文献 (30)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第1章绪论1.1 设计背景及意义随着人们生活水平的提高，人们对居住环境的要求越来越高，家居环境中尤为受到人们关注的是有害气体的污染、温湿度控制等。
基于MSP430的矿用检测报警仪
设计·开发
（ 2012 － 06）
ห้องสมุดไป่ตู้
·69·
基于 MSP430 的矿用检测报警仪
刘 鹏，冯文彬，张 东
（ 中国煤炭科工集团 沈阳研究院，辽宁 抚顺 113122）
摘 要： 研发一款便携式 CO 报警仪，实时检测当前环境的 CO 浓度，浓度超限实时报警，实时存
储检测数据，可以通过非接触式读取地理位置信息并将所有数据通过无线分站实时上传数据到
LIU Peng，FENG Wen － bin，ZHANG Dong （ Shenyang Reseach Institute of China Coal Science Engineering Group Corp，Fushun 113112，China） Abstract： This project develops a portable CO alarm device，which is used to real － time detect the CO concentration of the current environment． When the CO concentration overran，it immediately alarmed and storaged the test data． Location information can be read by non － contact and all data will be transferred to the ground control center through the wireless sub － station in real time． It strengthens the objective management of the patrol members，and improves the coefficient of coal mine underground production safety． Key words： MSP430； detection and alarm； NRF24L01； FM1702SL； wireless communication
基于MSP430的低功耗便携式测温仪设计
１２ 电源模块 ．
整个电路 由 １ Ａ 个 Ａ电池供 电， 通过电压转换芯 片获得处理器和外围电路所需电源。为保证测温仪正
常工作 ， 电源 电路 中还配 有 电池 电量检测 装置 ， 电池 在
电量比较低 、 可能会影响到测温仪正常工作的情况下
及 时报 警 ， 醒更 换 电 池 。采 用 ＭＳ４ ０４ ５内置 比 提 Ｐ３ Ｆ ３ 较器模 块 ， 无须 外加 专 门的电池 检测芯 片 ， 只需 ２个 电 阻就可 以完成 此功 能 。
已测量 的数 据 。特 别 适合 高炉热 负荷 水 温差测量 ， 者连 续 多点 温度 测量 场合 。 实际使 用证 明 ， 或 该仪
表具有可靠性高、 功能齐全、 功耗低、 用简便 、 使 适用场合广泛、 测温精度高等特点。 关键 词 ： 温度 测量仪 ； Ｐ３ Ｆ３ ； 片机 ； ＭＳ４０ ４５ 单 传感 器 ； 低功 耗
默少 丽， 邓 鹏
（ 内蒙古科技 大学信 息工程 学院 ， 内蒙古 自治 区包头 市 ０４ １ ） １００ 摘 要： 针对 目前 同类产 品 中测量 误 差偏 大 、 功能单 一等 不足 ， 计 了一种基 于 Ｍ Ｐ ３ Ｆ３ 设 Ｓ４ ０ ４５单 片
机 的低功耗 便携 式测 温仪 。该仪 表 能够连 续 多点测 温 ， 有记 忆 、 印等功 能 ， 以连 接 打 印机 ， 印 具 打 可 打
的应变 信号 ， 通过高稳 定度 电桥 变换 ， 由运算 放大 器 经
Ｍ Ｘ ９ 组成 的减法放大电路 ， Ａ ４２ 然后经调零、 滤波处理
后 ， 至 ＭＳ４ ０ ４５的 Ａ Ｄ转换 接 口 Ａ Ｃ ， 现对 送 Ｐ ３ Ｆ３ ／ Ｄ ０实
温度信号的检测。单片机根据处理结果的值和范围进 行查表 ， 实现分段线性化 ， 将传感器信号与温度对应 。
基于MSP430高精度数字电流仪的设计
■ 撼 团口
堕 塑
： 应． ． 术用 堑 旦 新 廑： 技
基千 Ｍ Ｐ ３ Ｓ ４ ０高精度数字 电流仪的设计
于 本化 ，孔令 彬 ， 晓航 郑
（ 国地 质 大学 ， 北 武 汉 ４ ０ ７ ） 中 湖 ３ ０ ４
２２数 字 电 路 设 计 ．
有 必要 研 究一 种精 密 仪表 ， 能够 在 高斯 白噪声 和 高
次 谐 波 干扰 的环 境下 ，仍 能够 达 到 测 量精 度 要 求 。 基 于 以上原 因 ， 文 是针 对传 统 应用 于 强干 扰 环境 本
２２ １ 门狗 电路 和 Ｅ Ｐ Ｍ ．． 看 ２ ＲＯ
摘 要 ： 计 了 一 套 基 于 ＭＳ ４ ０超 低 功 耗 在 线 测 量 电 流 仪 ， 以精 密 测 量 小 范 围 内 的 电 流 强 度 设 Ｐ３ 可
分析 了干扰噪 声 对测 量的 影响 在 硬件 电路 设 计 中利 用 了二 极 管的 门坎 电压 ． 在软 件设 计 中引入
了小波 算法对信 号进行 降噪处理 ．给 出 了中心频率 为 ５ ， 定 电流为 ２ ０ ． ０Ｈｚ 额 ０ ｍＡ 的小 电流试验 结 果 ， 验 结果 和 实际运行 ． 试 在 其 ． 该技 术 已在 强 电磁 场 下 ％
Ａｂｓ ｒ ｃ ：Ａ ｖ ｌｏｎ ｌ ｅ ｍｏ ｔ ｒｎ ｎｄ ｍｅ ｓ ｅ ａ ｔａ ｔ ｎｏ ｅ —ｉ ｎｉｏ ｉ ｇ ａ ａ ｕｒ ｍｐｅ ｅ ｔ ｒ ｉ ｒ ｓ ｎ ｅ ｓ ｄ ｏ ＳＰ ０ ｄ ． ｎ ｒ ｍｅ ｅ ｓ ｐ ｅ ｅ ｔ ｄ ｂａ ｅ ｎ Ｍ ４３ ｅ ｓｇ ｄ ｔ ａ ｕ ｅ ｓ ｌ ｃ ｒｅ ｔ Ｔｈ ｙ ｔｍ ｄ ｐ ｓｄ ｏ ｈ ｅ ｈ ｄ ｖ ｔ ｇ ｎ ｖ ｌｔｔａ ｓｏ ｍ １ ｉｎｅ ｏ ｍｅ ｓ ｒ ｍａ ｌ ｕ ｒ ｎ ． ｅ ｓ ｓｅ ａ ｏ ｔ ｉ ｄｅｔ ｒ ｓ ｏｌ ｏｌ ｅ ａ ｄ ｗａ ｅｅ ｒ ｎ ｆ ｒ ａ ． ａ ｇ ｒｔ ｏｉ ｈｍ ｏ ｄｅ ｉｅ Ｔｈ ａｅ ｕ ｅ ｔｉ ０ ｍＡ ｅ ｈ ｅ ｒ ｅ ｕ ｎ ｙ ｉ ０Ｈｚ ａ ｄ ｔ ｅ ａ ｉ ｉ ｔ ｎｏ ｓ ． ｅ ｒ ｔ ｄ ｃ ｒ ｎ ｓ ２ ０ ｗｈ ｎ ｔ ｅ ｃ ｎｔｅ ｆ ｑ ｅ ｃ ｓ５ ｒ ｎ ｈｅ ｖ ｒ ｃｔ ｓ ｙ
基于单片机的室内环境多参数监测系统设计
159随着经济和社会的不断发展,关于生活的质量人们的要求逐渐提高,家居生活中的各种安全隐患问题也逐渐显现出来。
在这种情况下,多参数监测系统快速的发展起来,让居住环境更加的安全。
1 系统整体设计本设计采用5V直流电为整个系统供电,DHT11温湿度传感器负责检测室内温湿度,MQ-2烟雾传感器负责对室内的有害气体检测,AT89C51单片机会通过采集到的数据进行数据的分析和处理,并驱动显示电路和报警电路,按键电路是向单片机输入信号,用于设置环境监测的安全阈值,系统的总框图如图1所示。
2 系统硬件设计2.1 供电电源电路在本设计中,由于采用的单片机和所选模块供电为5V,所以采用5V直流稳压电源为整个系统供电。
2.2 温湿度检测电路DHT11传感器采用单线制串行接口,通常会接一个约5.1K的上拉电阻,防止误操作。
DHT11传感器连接图如图2所示。
2.3 有害气体检测电路对于CO、CO 2、甲醛、火灾烟雾等有害气体浓度的检测,选MQ-2型烟雾传感器。
MQ-2是由气敏材料SnO2设计而成的,不但可用于检测液化气、苯和烷烃,还可以用于检测空气中的酒精、氢气以及烟雾等,检测范围特别广泛,因此,MQ-2可准确地成为多种气体检测仪,在家庭生活中以及工厂的生产设计中经常被用作检测气体泄漏的装置,具有良好的抗干扰能力,有害气体检测电路如图3所示。
2.4 显示电路收稿日期:2019-10-13作者简介:李佳怡(1986—),女,吉林吉林人,硕士,讲师,主要从事汽车先进控制、控制理论与控制工程等方面研究工作。
基于单片机的室内环境多参数监测系统设计李佳怡(吉林化工学院信息与控制工程学院,吉林吉林 132000)摘要:本设计是基于单片机的室内环境多参数监测系统。
采用DHT11传感器实现对温度、湿度的检测。
采用MQ-2传感器进行CO、CO 2、甲醛、火灾烟雾等有害气体的泄漏检测,将模拟量转换成数字量由单片机AT89C51进行数据的分析处理并显示,当检测的信号超限时进行报警提示。
基于单片机的环境监测系统任务书
［１2]倪天龙．单总线传感器 ＤHT1１ 在温湿度测控中的应用.单片机与嵌入式系统应用.2010
[1３]王志宏于 DHT11 的实验室多点温湿度报警系统设计.山西电子技术.20１１
本科毕业论文（设计)任务书
进度安排:
主要内容:
伴随着电子技术的高速发展，环境监测手段也不断更新改进，以计算机系统为基础的环境监测技术越来越受到人们的青睐,广泛应用于日常家庭生活和农业大棚。本课题利用单片机开发的环境监测能够对温度、湿度、光照强度、大气压强和PM２.5等五个环境因素指标进行多功能监测。如果任何一个因素超过上限值，系统会驱动蜂鸣器发声,提醒外界进行干预控制，上限值可以通过按键进行设置。本系统通过相应的传感器采集环境数据,经单片机处理后送给液晶屏显示，此外本系统还支持串口传输数据到ＰC机,这样可以实现对室内环境的实时监测,与传统方法相比方便、快捷。
主要参考文献：
［1] 张吉香，万大娟，董洪梅.国内外环境监测平台研究进展.环境研究与监测,2014，27：42～４4
［２] 宁欣，苗青林,李晓敏.基于单片机的环境监测系统设计．河南科技学院学报(自然科学版)，2008，３6：75～７７
［３］ 钟钢.国内外温室发展历程、现状及趋势．农业科技与装备,２０13,9：６8~69
[8] 蒋蓓,肖江，阚江明.低功耗无线温湿度监测系统设计.木材加工机械.2００7,4:１4~18
[9] 张毅刚等．新编ＭCS-5１单片机应用设计.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社,2006.１45～1５5
[10]张培仁．基于C语言编程ＭCS－５１单片机原理与应用.北京:清华大学出版社，20０2.134~156
第1周:查阅资料,了解课题研究目的、意义及国内外现状，撰写开题报告
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国内外发展状况：
美国Onset计算机公司出品的HoBoH8系列 北京机械工业学院的MsP430P325超低功耗测量仪 浙江大学电气设备厂的zDR系列
项目成果
对教室环境的多参数：温度、湿度、噪声、粉尘浓度 、光照强度等数据进行测量，基于MSP430单片机对传 感器的输出数据进行处理，用WIFI模块对数据进行传 输，液晶屏或手机电脑端显示，当出现测量值超标时 ，声光报警器将进行提示，采用市电供电。
产品介绍
GP2Y1010AU0F
温湿度传感器 DHT11 粉尘传感器 GP2Y1010AU0F
产品介绍
产品介绍
电路原理图
模块介绍
WIFI数据传输模块
模块介绍
液晶显示
温度
湿度
噪声
光照
二氧化碳 粉尘浓度
数据采集与处理
数据采集与处理
数据采集与处理
数据分析：
从以上数据可以看出温湿度的测量较为精准，误差较 小稳定度较高，噪声强度、光照强度、二氧化碳浓度 以及粉尘浓度测量误差较大，其中噪声强度测量误差 最大，且都不稳定。
作品不足之处
各参数测量数据未进行校准 输出数据不能够按照时间日期进行存储 得到的各参数数据未进行处理，例如数据均值化处理、误 差项处理、绘制成曲线等方便观察、比较与反馈控制