开题报告：基于MSP430单片机的温湿度测量系统设计
基于MSP430单片机监测环境温湿度以及二氧化碳浓度毕设
基于MSP430单片机监测环境温湿度以及二氧化碳浓度毕设设计总讲明ⅡGeneral Description of Construction Design Ⅳ第1章绪论61.1 研究的目的及意义61.2 国内外研究的情形71.3 系统的要紧性能指标和工作任务81.4 方案论证8第2章工具简介 102.1 C语言102.2 IAR软件11第3章硬件设计163.1 主控芯片的介绍163.1.1 MSP430F149的工作方式173.1.2 P口介绍193.1.3 MSP430指令的介绍243.1.4 MSP430中断介绍和储备器断介绍263.1.5 MSP430定时器283.1.6 时钟模块 303.1.7 比较器模块313.1.8 模数转换模块323.2 电源电路的设计323.3 晶振和复位电路以及USB下载电路的设计353.4 液晶显示模块LCD12864 373.5 时钟芯片DS1302 393.5.1 DS1302 的差不多组成和工作原理403.5.2 DS1302 内部寄存器413.6 温湿度芯片453.7 二氧化碳气体传感器493.7.1 二氧化碳浓度传感器TGS4160概述49 3.7.2 TGS4160的内部结构493.7.3 TGS4160的工作原理503.7.4 二氧化碳检测电路设计 523.8 超限操纵处理模块52第4章软件设计 544.1 程序的流程图设计544.1.1 主程序设计流程图544.1.2 温湿度和气体采集及处理框图 694.1.3 LCD12864显示流程图85第5章调试与体会915.1 调试过程915.2 总结体会92致谢93参考文献 95婴儿室环境监测电路的设计设计总讲明随着科技的飞速进展和普及，高性能设备越来越多，各行各业对温湿度的要求也越来越高。
关于刚出生的婴儿，刚脱离母体进入新环境，对新环境温湿度的要求同样也专门高。
传统的温湿度监测模式是以人为基础，依靠人工轮番值班，人工巡回查看等方式来测量和记录环境状况信息。
基于MSP430的温湿度检测装置
“温湿度传感器”结题报告作品名称：基于单片机的温湿度检测装置目录1、作品名称 (3)2、作品简介及其功能 (3)3、电路设计思路及其硬件的选择 (3)4、电路的设计与成型 (3)4.1供电部分 (3)4.2微控制器部分 (4)4.3测量部分 (4)5、电路软件的设计 (7)6、所思所感 (11)7、参考文献 (11)1、作品名称：基于单片机的温湿度检测电路2、作品简介及其功能：随着工业自动化的愈趋完善，各种各样的传感器被用在了各式各样的场合。
而温度和湿度这两个重要的参数成为了实现过程控制自动化必不可少的过程。
换言之，问题具体化为了选择怎样的传感器及如何去检测温湿度的变化，并根据检测结果调整系统以使之保持在最佳工作状态。
本电路即是用来检测环境温度及湿度的情况并实时显示及作出处理的。
虽然原理很简单却可靠实用。
下面将给出详细描述。
3、电路设计思路及其硬件的选择DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性和卓越的长期稳定性。
传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。
因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。
每个DHT11传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。
校准系数以程序的形式存在OTP内存中，传感器内部在检测型号的处理过程中要调用这些校准系数。
单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。
超小的体积、极低的功耗，使其成为该类应用中，在苛刻应用场合的最佳选择。
产品为4针单排引脚封装，连接方便。
控制器方面选用TI的MSP430单片机，低功耗。
辅助部分有显示部分，会在后面有详细的介绍。
显示部分采用OLED，省电节能。
4、电路的设计与成型:4.1供电部分：锂电池供电，简单方便.4.2微控制器部分：微控制器电路图如图4.2.1所示：图4.2.1 微控制器电路微控制器为TI的MSP430G2553单片机系统，简单明了。
MSP430单片机的测温系统的研究与设计
MSP430单片机的测温系统的研究与设计引言：一、研究背景温度是自然界最基本的物理量之一，对于许多领域的研究和应用具有重要意义。
因此，开发一种能够准确测量温度的系统对于许多领域都具有重要意义。
二、系统设计1.系统框架本文设计的测温系统由MSP430单片机、温度传感器、LCD显示模块和按键模块组成。
其中，MSP430单片机作为主控制器，用于采集温度数据、控制显示模块和处理用户的输入。
2.硬件设计（1）温度传感器温度传感器是测温系统中的核心组件，用于实时采集环境温度。
本文选择DS18B20温度传感器，该传感器具有精度高、抗干扰能力强等优点。
（2）LCD显示模块LCD显示模块用于显示测量到的温度值。
本文选择16x2字符LCD模块，该模块具有易于使用、占用空间小等特点。
（3）按键模块按键模块用于用户对系统进行操作，例如设置温度阈值等。
本文选择4个按键，分别用于上、下、确定和取消。
（4）其他硬件除了上述组件外，还需要一些辅助硬件，例如电源模块、时钟模块和电容模块等。
这些硬件部分的选型和设计需要根据具体要求进行选择。
3.软件设计（1）初始化系统开机后，首先需要对硬件进行初始化，包括配置MSP430单片机的引脚和寄存器、初始化温度传感器等。
（2）温度采集系统通过MSP430单片机读取温度传感器的输出，获取环境温度值。
读取温度值后，可以进行一定的滤波和校准处理，提高测量的准确性。
（3）温度显示获取到温度值后，系统需将其显示在LCD上，方便用户观察。
具体的显示方式可以根据需要进行选择，例如直接显示数字、以柱状图方式显示等。
（4）用户操作系统需要对用户的按键进行处理，例如用户可通过按键设置温度阈值、选择温度单位等。
对用户的操作进行响应后，可以通过LCD显示用户设置的结果。
（5）系统控制根据用户设置的温度阈值，系统可以进行相应的控制操作。
例如，当测得的温度值超过阈值时，系统可以发出警报或控制其他设备进行温度调节。
三、实验方案1.硬件实现根据设计要求，选购所需的硬件组件，并进行电路连接。
基于 MSP 430 F 149 的温湿度检测系统毕业设计
基于MSP 430 F 149 的温/湿度检测系统摘要：介绍了基于MSP 430 单片机的温湿度检测系统的设计方案. 系统以MSP 430 F 149 单片机为核心，采用集成温湿度传感器AD 590 和HM 1500，给出温湿度检测系统的软硬件设计. 该系统具有结构新颖、电路简单和控制方便等优点，并可根据需要设置温度的上、下限，系统具有超过设置上、下限温度自动报警等功能. 实验证明该系统成本低、可靠性高，有着很高的实用价值.关键词：温湿度检测；MSP 430；AD 590；HM 1500中图分类号：TP 212 文献标识码：A随着社会经济的发展和科学技术的不断进步，许多情况下都需要对环境的温湿度进行限定，因此，为了随时可以检测温湿度以进行监测[1-2]．为此，本文利用集成温湿度传感器AD 590 和HM 1500 的测量快速、使用简便等特点，同时结合MSP 430 单片机强大的功能，设计了一个监控系统来对温湿度进行实时监控以进行超限报警．本系统测量准确、调试方便、可实时记录报警信息、方便工作人员排故，并且也可广泛应用于条件恶劣、人员不便进入的场合．1 温、湿度检测系统的总体方案系统的总体设计方案如图1 所示．方案采用分别设计温度和湿度采样电路的方法，将集成温度传感器AD 590 采集得到的电流信号和湿度传感器HM 1500 采集到的电压信号转换为给定范围内的电压信号．然后由单片机MSP 430 F l49 的A/D 采样端口将该电压信号读入，如果温度值大（小）于门限值或者湿度大（小）于门限值就给出报警信号，同时点亮红或绿灯以区分温度或湿度超限．并且上下门限值可以通过按键进行相应的设定．同时，系统还可以把所测的温、湿度值实时显示出来．2 器件选择2．1 MSP 430 F l49 单片机MSP 430系列单片机是TI公司推出的功能强大的超低功耗l6位混合信号处理器．该系列单片机以其极低的功耗、强大的处理能力、丰富的片上外围模块、方便高效的开发方式等特点，被广泛应用于便携式仪表、智能传感器、实用检测仪器、电机控制等领域．为最大限度地利用单片机端口和片内外设并降低设计成本，本设计选用MSP 430 F 149，该单片机有6 个I/O 端口，同时内置l2 位AD 采样器，可完全满足温湿度采样的精度要求[3-4]．2．2 AD 590 温度传感器AD 590 是美国AD 公司生产的二端式集成温度-电流传感器，该器件体积小、重量轻、性能稳定．测温范围为-50～＋150 ℃；线性电流输出为1 A；线性度好，测量精度为±0．3 ℃；电源电压范围为4～30 V．当电源电压在5～10 V 之间，电压稳定度为 1 ％时，其误差只有±0．1 ℃[5]．图1 系统硬件结构图Fig．1 Hardware structure of systemAD590 HM1500MSP430F149LCD键盘报警LCDMSP 430 F 149信号调理AD 590 HM 1500第28卷第8期河南科学河南科学2．3 HM 1500 湿度传感器线性电压输出式集成湿度传感器HM 1500 采用获得专利的湿敏电容HS 1101 设计制造．其湿度测量范围为5 ％～99％（相对湿度）；相对湿度精度为3％；工作温度为-30～＋60 ℃；工作湿度范围为0～100 ％（相对湿度）；供电电压为5 V （最大电压DC16V）；可输出DC 电压为1～4 V；响应时间为5 s，适用于工业级场合[6]．3 信号调理电路设计3．1 温度测量电路设计考虑到AD 590 温度传感器的输出电流源特性．设计的温度信号测量电路如图 2 所示．该电路的温度测量范围为-10～＋50 ℃．AD 590 采用15 V 电压供电；电阻R1 用于调整零点；电阻R3 为精密电阻，用来调整增益．运放的同向端输入2．50 V 精密参考电压，该电压由TL 431 提供．IN 端输入AD 590 的电流．OUT端输出为相应转换所得到的电压．根据AD 590的特性，在-10℃时，流过电流为262．2 μA．设计使这部分电流全部流过R1，R2，而其后增加的电流均流过R3，OUT 端的输出电压为V out=2.5-R3 （I-262.2）=2.5-39 （I- 2.5R1 +R2）．（1）当温度在-10～＋50 ℃之间变化时，该电压就在2．5～0 V 之间反向线性变化，调节R2 的阻值大小可以消除不同传感器的零点误差[5]3．2 湿度测量电路设计图2 温度测量电路Fig．2 Temperature measurement circuit 图3 湿度测量电路Fig．3 Humidity measurement circuitAD590D1D2LM224LM224R1 R2R3R4R5C1KTL431-+-+ 1.0k 9.1k39k50010 AVREF+15VVCC+5V +5V5k+5VOUTLM 224+15 VAD 590R3R1 R2R4R539 k1.0 k 9.1 k5 kLM 224TL 431AVREF C1 10 μ+5 V500 Ω+5 V +5 V VCCD1OUTD2 +-+-D1D2LM224 LM224R4 -+-+VCC+5V+5V2.4k OUT-++5V2.0kR3R6 R7 2.4k 2.0k R52.0kR12kR21K+2.5V HM1500+2.5 V+5 V R1R22 k1 kR52.0 kHM 1500- R62.4 kR72.0 k++5 VLM 224LM 224D 2D 1VCC+5 VR32.4 kR42.0 k-+-+OUT1002 - -2010年8月张景文等：基于MSP 430 F 149 的温/湿度检测系统由于该电路中没有负压．电路的主体采用差分式减法电路，精密电阻R3 ＝R6 ＝2．4 k Ω，R4 ＝R7 ＝2 kΩ，用这4 个电阻可调节增益．通过HM 1500 传感器测量所得到的湿度电压信号从IN 端输入，差分的另一侧输入．由TL 431 提供2．5 V 的精密电压分压后可得到1．0 V 左右的电压．并由此可以得到输出电压的计算公式为V out=R4R3（Vin -Vs）．若输入电压在1～4 V 之间变化，则输出电压就相应在0～2．5 V 之间变化．调节R1 可以消除不同的湿度传感器的零点误差．3．3 键盘、显示器接口电路键盘部分提供一种扫描工作方式，它与4个独立按键相连接，能对键盘不断扫描，自动消抖，自动识别出按下的键，并给出键码．显示部分为1602 液晶显示芯片，可以显示 2 行16 个字符．系统中设置的4 个键均为功能键用以实现温湿度的自动加、减 1 功能来实现越限值设定．3．4 声光报警电路该电路根据超出温、湿度上下限给出声光报警信号．通过不同颜色的光来确定是温度或湿度超限．4 软件设计方案考虑本系统对于实时性要求较高，同时程序并不复杂，因此采用C 开发软件[7]．根据软件的功能将软件分成不同模块，每个模块完成一定的功能，模块与模块之间相对独立，这样不但结构清晰，而且便于阅读，调试和提高程序的利用效率．温/湿度检测系统主要完成检测功能．系统软件采用结构化的设计思想，根据功能可以将软件分为主程序、键盘中断服务程序、A/D 转换子程序、声光报警子程序、显示子程序组成．系统的主程序流程如图 4 所示．主程序中的程序初始化包括寄存器设置和相关单元清零设置等．系图4 主程序流程图Fig.4 Flowchart of main programming- ! " # $ % & '( ) * + , - ) .( ) * + , / ) . " # " #启动温度声光报警（红光）启动湿度声光报警（绿光）湿度超限温度超限进行异常分析是否超限显示子程序进行温，湿度数据处理启动温度A/D转换启动湿度A/D转换是否有键按下开启中断系统初始化关闭中断关闭看门狗开始NYNY1003 - -第28卷第8期河南科学河南科学统上电以后，首先温湿度信号采样，然后进入循环状态进行温湿度信号采样，接着对采样得到的数据进行处理并存储，把得出实际温、湿度值与设定值进行比较，实现声光报警．5 结论本系统最大的特点是测量准确、结构简单、调试使用方便、性价比高、可以单独使用，也可以和上位机连接．为了确保整个系统运行的稳定性，本系统还用硬件设计上采用了单片机上电复位电路，而在软件设计中则加入了看门狗和软件陷阱．实验证明，该装置运行可靠，测量误差小，具有很好的应用效果，因此，可以广泛应用于工业环境中对温度或者湿度有超限报警要求的场合．参考文献：［1］朱旭光，刘建辉．农业大棚的温湿度控制系统［J］．自动化技术与应用，2005 （2）：45-47.［2］张全国，徐广印，杨群发，等．户用钢制辅热式沼气发酵系统试验研究［J］．太阳能学报，2004，25 （6）：755-759.［3］沈建华，杨艳琴，翟骁曙．MSP 430 系列l6 位超低功耗单片机原理与应用［M］．北京：清华大学出版社，2004．［4］魏小龙．MSP 430 系列单片机接口技术与系统设计实例［M］．北京：北京航空航天大学出版社，2002．［5］逢玉台，王团部．集成温度传感器AD 590 及其应用［J］．国外电子元器件，2002 （7）：22-24．［6］洪家平．基于PIC 系列单片机的智能湿度测量［J］．仪器仪表用户，2004 （6）：56-57.［7］谭浩强．C 程序设计［M］．2 版. 北京：清华大学出版社，1999．Temperature /Humidity Detection System Based on MSP 430 F 149Zhang Jingwen1，Wang Linjun2，Zhang Zhen3，Gao Weilang4，Wang Jiansen1（1．School of Energy and Power，University of Technology，Lanzhou 730050，China；2．College of Mechano-Electronic Engineering，Lanzhou University of Technology，Lanzhou 730050，China；3．Shenyang Power Supply Section，Shenyang Railway Bureau，Shenyang 110003，China；4．College of Mechanical Engineering，Anhui University of Technology，Ma’anshan 243002，Anhui China）Abstract：This paper presents a new design of hardware and software based on MSP 430 micro-controller for thetemperature and humidity testing system．The MSP 430 F 149 micro-controller is used as the central unit and anintegrated temperature and humidity sensor AD 590 and HM 1500 is applied．The system possess of many exce-llences，including its novel structure，simple circuit and expedient control．The upper and lower limit value of thetemperature and humidity detected by this system can be set discretionarily and an alarm will be given by systemif the temperature exceeds the limits．Experimental proof of the system’s low cost，high reliability and have highpractical value．Key words：temperature and humidity testing；MSP 430；AD 590；HM 15001004 - -。
温度测量系统设计,基于msp430单片机
温度测量系统设计，基于msp430单片机本文介绍一种应用msp430 单片机测量温度的方法，来代替传统教学中相对落后的热敏电阻结合电流表的实验方法。
1 温度测量部分用于测量温度的温度敏感元件有很多种，比如热电偶、热敏电阻、集成温度传感器、数字温度传感器等等。
本系统采用的是热敏电阻。
热敏电阻由对温度非常敏感的半导体陶瓷质工作体构成。
与一般常用的金属电阻相比，它有较大的电阻温度系数，可以获得较高的温度分辨率。
不同材料制成的热敏电阻适用的测温范围不同，如CuO 和MnO2 制成的热敏电阻适用于-70~120℃，适于测量体温。
温度是模拟量，要把被测的模拟量转换成数字量，以供单片机处理。
为了节约成本，可以通过斜率A/D 转换来实现模数转换。
斜率A/D 转换是利用外接电容的充电和放电来实现的。
电路连接如图1 所示。
应用msp430 的比较器(Comparator_A)和定时器(Timer_A)，可以测量热敏电阻的阻值。
根据阻值和温度的对应关系可以得出待测的温度，实现A/D 转换。
将Comparator_A 的CA0 端接外部信号，CA1 端接内部参考电压0.25Vcc.Timer_A 工作在捕获模式，下降沿捕获，通过CCI1B 捕获CAOUT.先使P1.2 端口输出高电平，通过Rref 给电容C6 充电。
充电完毕时，CA0 端电压高于CA1 端电压，CAOUT 输出1.读Timer_A 的计数值t0，t0=TAR.然后再使P1.2 端口输出低电平，电容C6 通过Rref 放电，当CA0 端电压降至0.25Vcc 时，Comparator_A 输出翻转，CAOUT 输出0，Timer_A 通过CCI1B 捕获到下降沿，触发定时器中断，读出捕获值CCR1，t1=CCR1.C6 通过Rref 放电到0.25Vcc 的时间time_ref=t1-t0.再对热敏电阻Rsens 充电和放电，同样测出C6 通过Rsens 放电到0.25Vcc 的时间time_sens.由下面的公式可以计算出热敏电阻。
基于MSP430温湿度测量仪设计
基于MSP430的温湿度测量仪设计集美大学信息工程学院电子信息工程专业2006届杨燕宇学号：2002820036【摘要】本设计以MSP43F437单片机为核心，采用集成化的数字温度湿度传感器，实现了对温度湿度的测量、显示、存储、传输、打印。
来自温湿度传感器信号IIC总线进入MSP430F437，在MSP430F437中，温度湿度数据一方面送LCD显示；另一方面将温度湿度数据存储在AT25256中，存储下来的温度湿度数据可以经RS232总线传输到PC中，在PC应用程序中，可以对温度湿度数据进行曲线显示，并可以打印报表。
同时还可以通过按键对温度湿度测量的时间间隔、是否存储、起始时间等参数进行设置。
此外，还采用VB编写了PC端应用程序。
整个系统可以外接9V DC电源供电，可以采用9V锂电池供电，由于MSP430单片机的超低功耗特性，以及程序设计中采用低功耗设计方式，使得整个系统非常省电，特别适合于手持式仪表。
【关键词】温度测量湿度测量MSP430The Design of Temperature and Humidity Meter Based on MSP430Information Technology College of Jimei University Major of Electronic Engineering ，2006 YANYU YANG ，NO：2002820036[Abstract]In this design, I use the MSP43F437 for core and take an integration numerical temperature sensor to carry out the measuring of the temperature degree and the humidity, and to show, to save, to transmit, to print the result of the measuring. The signal coming from the sensor is transmitted to the MSP430F437 through the IIC BUS. The data that we have gathered will be show in the LCD and will be deposited in the AT25256. The data we have deposited can be transmitted to the pc through the RS232 BUS. We can show the data by a curve in PC in virtue of application program, and we can also print the report forms. We can set the time partition, start time and can decide whether deposit the data or not through the keyboard. In addition, I also write the PC application program using VB. The system power is supply by 9V DC. We can drive the system by the 9V Lithium battery. Thanks to the low power exhausts characteristic of the MSP430, and we design the program in purpose of saving power, the system consume little, and the system is specially suitable for handheld appearance.[Key Words] Temperature Measure Humidity Measure MSP430摘要 (i)Abstract (ii)目录 (iii)引言 (1)第一章温湿度测量仪设计方案 (2)1.1 系统基本要求 (2)1.2系统基本结构 (2)1.3各个模块的功能 (2)第二章温湿度测量仪的硬件设计 (3)2.1 MSP430F437介绍 (3)2.2温湿度测量电路 (4)2.2.1温湿度传感器介绍 (4)2.2.2温度湿度测量电路 (6)2.3温度湿度数据存储电路 (6)2.3.1 AT25256介绍 (6)2.3.2 SPI协议介绍 (7)2.3.3温度湿度数据存储电路 (7)2.4 RS232通信电路 (8)2.4.1 RS232协议介绍 (8)2.4.2 RS232通信电路 (9)2.5段式LCD显示电路 (9)2.5.1段式LCD显示原理 (9)2.5.2段式LCD显示电路 (11)2.6按键电路 (12)2.7电源电路 (13)2.8 JTAG接口电路 (14)第三章温度湿度测量仪的软件设计 (15)3.1系统设计的总体流程图 (15)3.2系统参数设置程序设计 (16)3.3传感器温度湿度数据读取程序 (17)3.4温湿度数据存储程序设计 (18)3.5 RS232通信程序设计 (19)3.6段式LCD显示程序设计 (20)3.7按键程序 (20)第四章 PC应用程序设计 (21)4.1 Visual Basic介绍 (21)4.2 VB串口通信控件MSComm介绍 (22)4.3 PC应用程序设计 (23)第五章温度湿度测量仪的系统调试 (25)结语 (26)致谢 (27)温湿度测量是现代测量新发展出来的一个领域，尤其湿度的测量更是不断前进。
基于单片机的温湿度测控系统设计(开题报告)
本设计是基于单片机对数字信号的高敏感和可控性、温湿度传感器可以产生模拟信号，和A/D模拟数字转换芯片的性能，此设计以51单片机基本系统为核心的一套检测系统，其中包括A/D转换、单片机、复位电路、温度检测、湿度检测、键盘及显示、报警电路等部分。该仪器具有测量精度高、硬件电路简单、并能很好的进行显示，可测试不同环境温湿度的特点。
2.再熟悉课题内容的情况下，准确计算出各种所需元器件，画出电路图，通过软件仿真和测试各种性能。
3硬件的部分，焊接电路板并制作出成品。
4.最终定稿，准备参加毕业答辩。
五、主要参考文献
[1]胡辉，单片机原理及应用设计—21世纪高等院校规划教材[M],水利水电出版社，2005.7；
[2]李华.MCS-51系列单片机实用接口技术[M].北京航空航天大学出版社,1996．
要为现代人工作、科研、生活提供更好的更方便的设施就需要从单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。本设计是以单片机（51）为核心，配合温度传感器和湿度传感器，以及相关的外围电路组成的检测系统，可以接收所测环境的温度和湿度信号，检测人员可以通过lcd显示的数据，实时监控环境的温度和湿度情况。相比较常见的温湿度测量器，本系统包括系统硬件和软件设计,可靠性高，结构简单，实现了对温湿度的自动调节。在测量范围和精准度等方面都有了一定改良。
整体电路框图如图：
研究目标：初步掌握基于单片机系统设计流程及相关技术，实现一个基于单片机控制的湿度测控系统设计。
研究内容：熟悉和掌握单片机的结构和工作原理，了解温湿度测控系统的工作原理；掌握以单片机为核心的电路设计的基本方法，并通过实际程序的设计和调试，逐步掌握模块化程序的设计方法和调试技术；了解开发单片机应用系统的全过程；综合运用所学专业知识解决问题；学会自主完成研究论文的撰写方法和过程。
基于MSP430的温度采集系统开题报告
毕业论文开题报告1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述：文献综述一、题目背景和研究意义温度是工业生产中最常见和最基本的参数之一，在生产过程中常需对温度进行实时监控。
通常采用单片机完成对温度信息的存储、实时控制、检测以及数字显示。
这对于提高企业生产效率、提升产品质量、节约能源等都有重要的作用。
为此，本文设计了一种温度采集系统，选用DS18B20数字温度传感器和TI公司的MSP430FG4618单片机作为主控制器[1]。
采用这种设计的温度采集系统，可以实现温度检测、信息存储、实时控制以及数字显示，对于提高企业生产效率、节约能源及资源都有重要的作用，具有很大的发展前景[1]。
二、温度传感器及温度测量的国内外发展现状2.1 温度传感器的国内外发展现状温度的测量方法通常分为两大类即接触式测温和非接触式测温。
接触式测温是基于热平衡原理，测温时，感温元件与被测介质直接接触，当达到热平衡时，获得被测物体的温度，例如，热电偶，热敏电阻，膨胀式温度计等就属于这一类；非接触式测温基于热辐射原理或电磁原理，测温时，感温元件不直接与被测介质接触，通过辐射实现热交换，达到测量的目的，例如，红外测温仪、光学高温计等[2]。
常用的测温传感器有热电偶，热电阻，导体温度传感器等，由于科学技术的发展，现多使用集成温度传感器，这里选用的是DS18B20。
集成温度传感器可以分为三类：模拟集成温度传感器、模拟集成温度控制器、智能温度传感器。
智能式传感器是一个以微处理器为内核扩展了外围部件的计算机检测系统。
相比一般传感器，智能式传感器有如下显著特点[3]：1.提高了传感器的精度智能式传感器具有信息处理功能，通过软件不仅可修正各种确定性系统误差(如２．本课题要研究或解决的问题和采用的研究手段（途径）：一．本课题所要研究的问题：如何设计一个温度采集及显示系统。
1. 设计MSP430单片机的最小工作系统及其外围模块电路；2. 学习DS18B20温度传感器的单总线协议； 3. 调试各个功能模块的程序，使该系统能够测量并显示温度值；4. 检测系统的功耗。
基于MSP430单片机的温湿度检测
2.1. 传感器模块
传感器具有将物理信息转换为电信号的功能。这里我们采用集成一体化温湿度传感器 DHT11。DHT11 数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，它 应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术， 确保产品具有极高的可靠性和卓越的长期 稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个 NTC 测温元件，并与一个高性能 8 位单片 机相连接。因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。每个 DHT11 传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式存在 OTP 内 存中，传感器内部在检测型号的处理过程中要调用这些校准系数。单线制串行接口，使系统 集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗，使其成为该类应用中，在苛刻应用场合的最 佳选择。产品为 4 针单排引脚封装，连接方便。
3.
关键模块设计
3.1. 数据获取模块
数据获取模块的功能是从传感器中获取数据， 并将数据存储在单片机内存中。 该模块设计 的关键在于控制单片机按照正确时序从传感器中读取数据。 数据获取模块的工作流程如图 2 所示
2
通信与信息工程学院 School of Communication and Information Engineering
2.
系统结构
本系统由 MCU、温湿度传感器、液晶显示屏三部分构成，所有控制指令由 MCU 发出，控制 温湿度数据的读取与液晶屏的显示。 系统结构图如图 1 所示。
Sensor
MCU
图 1
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OLED
通信与信息工程学院 School of Communication and Information Engineering
通信与信息工程学院 School of Communication and Information Engineering
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 的温湿度监控系统分析
基于MSP430 的温湿度监控系统分析
0 引言
随着社会经济的发展和科学技术的不断进步，许多情况下都需要对环境
的温湿度进行限定。
因此，为了随时可以检测环境温湿度以进行监测，减少由
于温湿度对工程带来的经济损失，本文设计基于SHT11 对温湿度进行测量的
系统，可以实现对环境温湿度的监测。
1 系统硬件设计
1.1 总体结构
温度监测系统以msp430 为核心，采用温湿度传感器SHT11 测量温湿度，系统由温湿度数据采集模块、主控模块、显示模块、按键模块组成，由温湿度
数据采集模块采集数据送入单片机，处理之后根据按键操作完成相应的温度和
湿度显示，并且具有超限报警的功能，图1 为系统结构图。
1.2 硬件选型
1.2.1 主控模块
MSP430 单片机是由TI 公司推出的一系列超低功耗微处理器。
它的显
着特性是具有超低功耗，有5 个低功耗模式可供选择；数字控制的振荡器可以
使硬件从低功耗状态快速转化到唤醒状态，可以在少于6μs时间内达到激活工
作方式；开发语言有汇编语言和C 语言等特点。
以上特性使之成为电池供电便
携设备的首选微处理器。
1.2.2 温湿度监测模块
本设计采用SHT11 传感器测量温湿度。
温湿度测量芯片由一个电容式
聚合体测湿元件和一个能隙式测温元件组成，并与14 位的模数转换芯片以及。
基于MSP430的智能温度检测系统设计
基于MSP430的智能温度检测系统设计
1 引言
随着设备的电气化和自动化程度不断提高，对设备和环境进行实时监控显得尤为重要。
传统的测温器件热敏电阻测出的一般是电压，需要再转化为相应的温度，这就要有其它外部硬件的支持。
因此硬件电路比较复杂，设计成本也比较高。
智能温度检测系统采用的是一种改进型智能温度传感器
DS18B20, 数字温度传感器通过单总线与单片机连接，系统结构简单，抗干扰能力强，适合于恶劣环境下进行现场温度测量，也可应用于仓库测温、高层空调控制和农业生产过程监控等领域。
2 温度检测系统硬件构成
该温度检测系统由主控制器MSP430F149、存储模块CAT24WC64、液晶显示模块HTM1602A、语音报警模块ISD1420、矩阵键盘和单总线接若干温度传感器DS18B20 组成。
系统硬件框图如图1 所示。
由图可见，多点温度测量电路只占用了MSP430F149 的一个普通IO 口，系统资源利用率较高。
图1 系统硬件总体电路图
2. 1 DS18B20
2. 1. 1 DS l8B20 的内部结构
DS18B20 的内部结构如图2 所示，主要由四部分组成：光刻ROM、温度传感器、非易失性的温度报警触发器TH 和TL 配置寄存器。
DS18B20 可以有多种封装形式，在TO - 92 封装中，如图2 （ a ）所示，GND 为接地引脚，DQ 为数据输入/输出引脚，VDD 为可选的外部电源供电引脚，在寄生电源工作方式下接地。
光刻ROM 中的64 位序列号是出厂前被光刻好的，。
基于MSP430的无线多点温湿度分布式测量系统
毕业设计题目：基于MSP430的无线多点温湿度分布式测量系统院、系：电气工程系姓名：指导教师：系主任：2014 年6月10日基于MSP430的无线多点温湿度分布式测量系统摘要在现代社会的发展中，温湿度作为两种特别重要的因素走进了人们的生活，为了能够对人类生产和生活环境中的温湿度进行监控，本文采用CC2500射频芯片和SHT11数字温湿度传感器，设计了一种基于MSP430单片机的实用温湿度检测系统及相关的软硬件结构。
该系统利用ZigBee无线通信技术构建了分布式无线传感器网络，通过传感器节点对温湿度数据进行采集和传输，具有组网简单，维护方便，运行费用低等优点，能够实现可靠的无线数据传输。
本文首先简单介绍了温湿度测量系统设计的背景、意义和温湿度传感器及短距离无线通信收发芯片的在世界各国的发展状况，通过结合系统方案的要求，详细论证了实现多点温湿度数据采集与无线传输方案的设计思路及系统的总体架构，然后详尽地阐述了系统的硬件电路结构设计和完成各项功能相关的软件设计，最后得出一定的结论，并对该设计有一个理想的展望。
关键词MSP430; ZigBee; CC2500; 温湿度传感器；Wireless multi point temperature and humidity distributed measurement system basedon MSP430AbstractIn the development of modern society, the temperature and humidity as two important factors in people's daily life, in order to be able to monitor the temperature and humidity of human production and living environment, this paper uses CC2500 RF chip SHT11 and digital temperature and humidity sensor, designed an applied temperature and humidity detection system of MSP430 single chip microcomputer and the software and hardware based on the correlation structure. The system construction of the distributed wireless sensor network using ZigBee wireless communication technology, acquisition and transmission of the temperature and humidity data by the sensor nodes, with simple, easy maintenance, low operating cost, can realize the reliable wireless data transmission.This paper introduces the design of temperature and humidity measurement system background, significance and the temperature and humidity sensor and short distance wireless communication transceiver chip development in the world, by combining the system requirements of the program, discusses the overall architecture design and system of multi point temperature and humidity data acquisition and wireless transmission scheme, then elaborates the software design and complete the function of the hardware circuit design of system structure, finally draw some conclusion, and has a good prospect in this design.Keywords MSP430; ZigBee; CC2500; temperature and humidity sensor;目录摘要 (I)Abstract ................................................................................................................ I I 第1章绪论 (1)1.1 课程设计的背景和意义 (1)1.1.1 课程设计的背景 (1)1.1.2 课题设计的意义 (1)1.2 温湿度传感器和短距离无线通信的发展趋势 (2)1.2.1 温湿度传感器的发展趋势 (2)1.2.2 短距离无线通信技术的发展趋势 (2)1.3 本文的主要研究内容 (3)1.4 本章小结 (3)第2章系统的总体设计方案 (4)2.1 ZigBee技术研究 (4)2.2 无线射频芯片方案 (5)2.2.1 CC2500的性能参数和应用领域 (6)2.2.2 CC2500的内部结构 (6)2.3 数字化温湿度传感器 (7)2.4 控制核心 (8)2.4.1 MSP430F2274简介 (8)2.4.2 MSP430的存储器结构 (10)2.5 本章小结 (11)第3章系统的硬件结构设计 (12)3.1 系统总体结构设计 (12)3.2 数字传感器SHT11电路设计 (13)3.3 无线模块CC2500芯片的电路设计 (14)3.4 时钟/日历模块PCF8563电路设计 (16)3.5 数据收发节点设计 (17)3.6 协调器节点的开关电源设计 (18)3.7 本章小结 (19)第4章系统的软件设计 (20)4.1 系统主程序设计 (20)4.2 数据采集程序 (21)4.3 数据收发程序 (22)4.4 本章小结 (22)结论 (23)致谢 (24)参考文献 (25)第1章绪论1.1课程设计的背景和意义1.1.1课程设计的背景温度与湿度与人们的生活息息相关，随着科学技术的发展，各种高精尖设备大规模投入使用，同时对设备生产的环境也有着很严格的要求。
基于MSP430单片机的高精度温度测试系统
摘要摘要本文旨在设计一个基于MSP430单片机的高精度的温度测试系统，以应用于实际温度测控。
有两个主要要求：1.用LCD做显示器。
2.微功耗实现。
预期成果是使得该系统测温精度达到±0.5℃，测温范围达到0℃-100℃，实现uA级功耗。
基于上述要求，论文首先介绍了超低功耗16 位单片机MSP430F149和数字温度传感器DS18B20 的基本特性，内部结构和应用，然后结合液晶显示模块MG-12232，画出了PROTEL电路图，PCB图，设计了一个小型测温系统，并写出了相应的程序代码。
利用MSP430 单片机的超低功耗以及DS18B20 的单线接口方式，实现了整个系统的低功耗，结构简单，性能稳定，经济实用。
最后基于集成开发环境IAR Workbench 给出了主要的C430函数。
关键词：测温系统，MSP430F149， DS18B20ABSTRACTABSTRACTThis article is for the purpose of designing one based on the MSP430 monolithic integrated circuit high accuracy temperature test system, meets uses in the actual temperature observation and control. Some two overriding demands: 1. uses LCD monitor.2. ultra-low power realizations. The anticipated achievement is causes this system temperature measurement precision to achieve ±0.5℃, the temperature measurement scope achieves 0℃-100℃, realizes the uA level power.Based on the above request, the paper first introduced ultra low power loss 16 monolithic integrated circuit MSP430F149 and the digital temperature sensor DS18B20 basic characteristic, the internal structure and the application, then union liquid crystal display module MG-12232, has drawn the PROTEL circuit diagram, the PCB chart, has designed a small temperature measurement system, and has written the corresponding procedure code.Using the ultra-low power of the MSP430 microcontroller and the 1-WARE interface mode of the DS18B20, the ultra-low power、simple structure、stable performance and practicality of the whole system is realized.Some primary C430 functions are presented in the IAR Workbench IDE.Key words: temperature detecting system，MSP430F149，DS18B20目录目录第1章引言 (1)1.1课题背景 (1)1.2课题简介 (1)第2章MSP430单片机 (3)2.1 MSP430系列单片机的特点 (3)2.2 MSP430系列的内部结构概述 (5)2.3 MSP430单片机的端口介绍 (9)2.4 MSP430单片机复位电路 (11)2.5 Msp430单片机时钟模块 (11)2.6 MSP430单片机WDT看门狗定时器 (14)2.7 MSP430低功耗结构 (16)2.8 MSP430单片机MSP430定时器 (18)第3章数字温度传感器 (20)3.1 DS18B20的特性 (20)3.2 DS18B20的外形和内部结构 (21)3.3 DS18B20工作原理 (22)3.4 高速暂存存储器 (24)3.5 DS18B20的应用电路 (26)第4章温度测试系统 (30)4.1 单片机电路 (31)4.2 电源电路和复位电路 (34)4.3 单片机与液晶模块的接口设计 (35)4.4 MSP430F149单片机与DS18B20的接口设计 (37)4.4.1 接口电路设计 (37)4.4.2 软件设计 (38)4.4.3 DS1820使用中注意事项 (38)4.5 系统软件设计 (39)参考文献 (42)电子科技大学学士学位论文致谢 (43)附录一 (44)附录二 (45)附录三 (57)外文资料原文 (63)中文译文 (68)第1章引言第1章引言1.1课题背景温度是一种最基本的环境参数，人民的生活与环境的温度息息相关，在工业生产过程中需要实时测量温度，在农业生产中也离不开温度的测量，因此研究温度的测量方法和装置具有重要的意义。
基于单片机的环境温湿度的检测系统设计开题报告
年月日
院（系）审批意见：
签章：
年月日
温湿度的测量方法多种多样，由于单片机具有集成度高，通用性好，功能强，尤其体积小，重量轻，耗能低等显著的优势，因此在日常生活和工业生产中得到了广泛应用。本课题就以单片机作为核心器件进行环境温湿度的检测系统设计。
二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）
1.研究的内容
三、设计（论文）体系、结构（大纲）
引言
第1章系统总体方案设计
（1）系统功能需求
（2）系统总体设计方案
第2章系统组成
（1）湿度测量电路
（2）温度测量电路
（3）系统接口与扩展电路
第3章系统硬件设计
（1）主控
（2）数据采集
（3）液晶显示
（4）报警
第三章 系统软件设计
第四章 系统软硬件调试
总结
参考文献
致谢
指导教师意见：
5.研究步骤
本课题的工作步骤分为四个阶段：
第一阶段：查阅相关文献，收集相关资料、确定课题方案
第二阶段：完成系统框架的构建，进行硬件设计以及软件设计；
第三阶段：编写程序，画流程图；计论文及答辩。
6.方法及措施
工作方法：本课题主要采用实验法。
措施：查阅相关文献，熟悉单片机的工作原理，了解温湿度监测系统工作流程，根据课题要求设计出硬件电路和程序。在实验室进行硬件环境的搭建和软件调试。
以单片机为核心，构建环境温湿度检测系统。其中设计了复位电路模块、时钟电路模块、报警电路模块、显示电路模块、按键电路模块、温湿度检测电路模块，并为系统进行软件设计，从而实现对温湿度的检测和报警。
2.要解决的问题
各元器件的选型；
基于MSP430无线温湿度监测系统设计
基于MSP430无线温湿度监测系统设计戴建华【期刊名称】《苏州市职业大学学报》【年(卷),期】2015(26)4【摘要】With the development of technology and the improvement of the quality of life,much more is required of the environment,among which temperature and humidity are two important indicators of environmental comfort.The development of practical and inexpensive wireless monitoring system has great market prospect. Using wireless sensor network technology,integrating various sensors for real-time monitoring,collecting the information of temperature and humidity,and based on MSP430 microcontroller and ZigBee technology this system communicates information to the user. It has the advantage of high speed,reliability and low power consumption and cost,suitable for monitoring household temperature and humidity.The system can also be used for other monitoring by changing its peripheral sensor,including environmental monitoring.%随着技术的进步、生活质量的提高,对环境的要求也越来越高,温湿度是环境舒适度的重要指标.开发实用、价廉的无线监测系统有很大的市场前景.系统利用无线传感器网络技术,通过各类集成传感器进行实时监测、采集温湿度的信息,基于MSP430单片机、ZigBee技术将信息传达给用户,具有快速、可靠、低功耗、低成本等优点,适合于家庭温湿度监测.系统也可通过更换外围传感器进行其它监测,扩展性较强,可用于环境的其它监测.【总页数】7页(P18-24)【作者】戴建华【作者单位】江苏省无线传感系统应用工程技术开发中心,江苏无锡214153;无锡商业职业技术学院物联网技术学院,江苏无锡214153【正文语种】中文【中图分类】TP277【相关文献】1.基于MSP430单片机的温湿度监测与报警系统设计 [J], 朱星玥;季仁东;赵志敏;沈令斌2.基于MSP430和CC2520无线温湿度监测系统设计 [J], 严峥晖3.基于MSP430单片机的室内温湿度监测系统设计 [J], 唐威;顾福元;孟赫;王雪雪4.基于无线传感网络的玉米地温湿度监测系统设计 [J], 李位波;何倩;任跃;申如月;王佳;都伟豪;蒲海波;张黎骅;黄成毅5.基于LoRa的农业大棚无线温湿度监测系统设计探究 [J], 郝兵因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
单片机温湿度检测开题报告
单片机温湿度检测开题报告1. 引言温湿度检测在许多领域中都具有重要的应用价值，例如农业、仓储、气象等。
随着电子技术的发展，单片机成为了温湿度检测的重要工具。
本文主要介绍了使用单片机进行温湿度检测的原理和方法，并设计了一个基于单片机的温湿度检测系统。
2. 研究目标本文旨在设计一个基于单片机的温湿度检测系统，能够准确测量环境中的温度和湿度值，并通过LCD显示模块显示出来。
同时，还需要实现数据的存储和传输功能，方便后续的数据分析和处理。
3. 研究内容本文的主要研究内容包括以下几个方面：1.选取合适的温湿度传感器：通过对市场上常见的温湿度传感器进行调研和分析，选取一个价格合理、精确度高的传感器。
2.单片机的选择和搭建：选择一种适合温湿度检测的单片机，并搭建相应的实验环境。
3.温湿度测量电路设计：设计一个稳定可靠的温湿度测量电路，确保传感器采集到的数据准确无误。
4.数据存储和传输：通过串口或者其他方式，将测量到的温湿度数据传输到计算机或存储设备中，以便后续的数据处理和分析。
5.LCD显示模块的集成：选取适合的LCD显示模块，将温湿度数据显示在LCD上，方便用户观察和读取。
4. 研究方法本文将采用以下研究方法来完成上述研究内容：1.调研和分析：通过阅读相关的文献和市场调研，选取合适的温湿度传感器和单片机。
2.实验验证：搭建实验环境，进行温湿度测量电路的设计和数据传输的测试，验证系统的稳定性和准确性。
3.系统集成：根据设计要求，将各个模块进行集成，完成系统的搭建和调试。
4.数据处理和分析：使用计算机软件对测量到的温湿度数据进行处理和分析，得出相应的结论。
5. 预期成果通过本次研究，预期达到以下几个成果：1.成功设计并搭建一个基于单片机的温湿度检测系统。
2.实现温湿度数据的准确测量和传输功能。
3.验证系统的稳定性和准确性，得出相应的实验结果和结论。
4.为后续的温湿度检测和数据应用提供参考和基础。
6. 进度计划本文的研究计划预计分为以下几个阶段完成：1.调研和分析阶段：了解市场上常见的温湿度传感器和单片机，选取合适的型号。
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沈阳工业大学本科生毕业设计（论文）开题报告毕业设计（论文）题目：基于MSP430单片机的温湿度测量系统院系：自动化系专业班级：自动化学生姓名：指导教师：开题时间：2014年10 月30 日1.课题的目的和意义这次毕业设计选题的目的主要是让生活在信息时代的我们，将所学知识应用于生产生活当中，掌握温、湿度测量系统设计的流程，方案的论证，选择，实施与完善。
通过对温、湿度测量系统的设计、制作、了解信息采集测试、控制的全过程，提高在电子工程设计和实际操作方面的综合能力，初步培养在完成项目过程中所应具备的基本素质和要求。
培养研发能力，通过对电子电路的设计，初步掌握在给定条件和要求的情况下，如何巧妙合理地去设计系统中的各部分电路，并将它们有序的连接起来。
提高查阅资料、语言表达能力和理论联系实际的技能。
温、湿度是工业对象中主要的被控参数之一，当今社会温、湿度的测量与测量系统在生产与生活的各个领域中扮演着越来越重要的角色，大到工业冶金、环境检测、纺织厂、冷冻库、粮仓、医疗卫生等方面，小到浴霸、家庭冰箱、空调、电饭煲等方面都得到了广泛的应用。
例如冶金、机械、食品、化工各类工业中，广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等，对工件的处理温、湿度都要求严格控制，而单片机温、湿度测量系统使温、湿度测量指标得到了大幅度提高。
其使用量日益增多，其地位和作用也倍显重要。
温、湿度测量系统的广泛应用使得这方面的研究意义颇为必要。
温、湿度测量系统的结构组成，测量原理使用维护等方面的基础内容已成为电子工程技术人员急需了解掌握的必要知识。
MSP430系列单片机是美国德州仪器公司推出的16位超低功耗、高性能产品，它具有处理能力强、运行速度快、资源丰富、开发方便等优点，有很高的性价比，在世界各国已得到广泛的应用，在国内，也已经进人飞速发展阶段，MSP430系列超低功耗16位单片机，越来越受到电子工程师亲睐，并得到广泛应用。
MSP430微控制器MCU(MicrocontrollerUnit）是TI公司推出的一款具有丰富片上外围的超低功耗16位FLASH型混合信号处理器，本系统使用的MSP430F149有一个串口通信接口，一个带有大量捕获P比较寄存器的16位定时器看门狗，一个模拟电压比较器。
工业仪器大多数工作在野外的环境中，供电方式比较麻烦，所以使仪器的功耗尽可能低是非常必要的。
该系统与传统的温湿度测量器相比，选择了MSP430微控制器，它充分运用各种低功耗设计手段，使芯片的电流极小，在超低功耗时可达0.1LA。
整个系统在平时处于低功耗状态，每隔5min自动从低功耗下唤醒，进行温、湿度和湿度测量，并通过温、湿度和湿度的对应关系，来确定是否启动加热器和加湿器。
其中，温、湿度测量使用单线数字温、湿度传感器DS18B20，其体积小、构成的系统简单、精度高，湿度测量使用湿敏电阻CHR一01，其成本低廉。
所以整个系统与传统的温湿度测量器相比，具有功耗低、性价比高、电路简单、易于实现等特点。
2. 国内、外现状及发展趋势2.1国内现状及发展趋势我国现代温室技术起步较晚，70年代以来，政府大力发展以塑料大棚、节能日光温室为主的设施农业，促进了农村经济的发展和缓和了蔬菜季节性短缺矛盾。
与此同时，从1979年至1994年，从欧美、日本等国家引进了一系列现代化温室进行实验研究。
引进的温室与我国传统温室比较，其空间大，便于进行机械作业，生产率与资源利用率比较高，为我国温室的发展提供了借鉴作用。
但这些温室也存在着许多不足之处，主要表现在：（1）价格昂贵，国内农业生产目前难以接受。
（2）缺乏与我国气候特点相适应的温室测控软件。
目前我国引进温室的测控系统大多投资大、运行费用过高，并且测控系统中所侧重考虑的环境参数与我国的气候特点存在矛盾。
（3）测量方式比较简单，软件实现模式固定，不能进行功能扩展。
我国自行开发的温室测控系统其技术水平和调控能力与发达国家还有一定的差距。
而我国综合环境测控技术的研究刚刚起步，目前仍然停留在研究单个或少量环境因子调控技术的阶段，而实际上，温室内的光照度、温度、湿度等环境因素，都是在相互影响、相互制约的状态中对作物的生长产生影响，环境要素的空间变化、时间变化都很复杂。
因此，我们应该根据我国的国情研制出适合我国农业的发展的仪器仪表，并在农业设施中广泛推广。
2.2国外现状及发展趋势西方发达国家在现代温室测控技术上起步比较早。
1949年，借助于工程技术的发展，美国建成了第一个植物人工气候室，开展了植物对自然环境的适应性和抗御能力的应用研究。
20世纪60年代，生产型的高级温室开始应用于农业生产，奥地利首先建成了番茄生产工厂，70年代后荷兰、日本、美国、英国、以色列等国家的温室园艺迅猛发展，温室设施广泛应用于园艺作物生产、畜牧业和水产养殖业。
随着计算机技术的进步和智能测量理论的发展，近百年来，温室大棚作为设施农业的重要组成部分，其自动测量和管理技术不断得以提高，在世界各地都得到了长足的发展。
特别是二十世纪70年代电子技术的迅猛发展和微型计算机的出现，更使温室大棚环境测量技术产生了革命性的变化。
80年代，随着微型计算机日新月异的进步和价格大幅度下降，以及对温室测量要求的提高，以微机为核心的温室综合环境测量系统，在欧美得到了长足的发展，并迈入了网络化，智能化阶段。
3. 课题的主要工作本系统的总体设计方案如图 1 所示。
本设计方案包括温湿度检测模块、参数设置模块、显示模块、报警模块和通讯模块。
在温湿度检测模块中,集成温度传感器AD590 采集得到的电流信号和湿度传感器HM1500 采集到的电压信号转换为给定范围内的电压信号。
然后由单片机MSP430F149的AD采样端口将该电压信号读入,单片机把数据处理之后通过显示器显示出来测量值,如果温湿度小于门限值或者温湿度大于门限值就给出报警信号。
同时,下位机可以通过通讯将采集到的温湿度值传送给上位机进行处理、测量。
图1 系统总体结构框图3.1器件选择3.1.1下位机的选择在该设计系统中,下位机选择MSP430F149,该型号的单片机属于MSP430 系列,它是TI 公司推出的功能强大的超低功耗16位混合信号处理器。
该系列单片机具有极低的功耗、强大的处理能力、丰富的片上外围模块、方便高效的开发方式等特点, 被广泛应用于便携式仪表、智能传感器、实用检测仪器、电机测量等领域。
为了最大限度地利用单片机端口并降低设计成本,本设计方案选择了MSP430F149,该单片机有3个并行端口,一个RS485 串行通讯口,同时内置10位AD采样器,可完全满足温湿度采样的精度要求。
3.1.2 温度传感器的选择DS18B20是美国DALLAS公司推出的单总线数字测温芯片。
它具有独特的单线接口方式，将非电模拟量温度值转换为数字信号仅需占用1位I/O端口，能够直接读取被测物体的温度值，提高了刚干扰能力和测量精度。
它体积小，电压使用范围宽（3.0—5.5V），可以采用外部供电方式，也可以采用寄生电源方式，即从数据线上获得电源。
用户还可以通过编程获得9-12位的温度读数，既具有可调的温度分辨率，因此，它的实用性和可靠性比同类产品更高。
DS18B20采用3脚TO-92封装，形如三极管，同时也有8脚的SOIC封装。
测温范围为-55℃—125℃，测量精度在采用12位温度读书时，其精度可以达到0.0625℃，适合用于精密温度的测量。
出厂时，每个DS18B20传感器被赋予了一个单独的ID号。
3.1.3 湿度传感器的选择湿度传感器选择集成湿度传感器HM1500,它是利用湿敏电容HS1101 设计制造,具有线性电压输出。
其湿度测量范围为5%～99%(相对湿度);相对湿度精度为3%;工作温度为-30～+60℃;工作湿度范围0～100%(相对湿度);供电电压为5V(最大电压DC16V);可输出DC电压为1～4 V;响应时间为5,适用于工业级场合。
3.2重要模块电路的设计3.2.1 信号调理电路设计3.2.1.1 温度测量电路设计温度测量电路模块如图2所示。
DSl8820工作电压为3～5V，测量温度范围为-55～+125℃，用户设置的报警温度存储在芯片内部EEPROM中，可掉电保持。
它具有3引脚，当采用外部电源供电时，GND脚接地，VCC脚接电源，DQ脚作为信号端接单片机I/O口，电源脚和DQ脚间还需要外接一个约1k的上拉电阻，保证总线闲置时其状态为高电平。
DSl8B20可以将所采集到的温度转换为数字信号，然后通过DQ传送至单片机，单片机从而启动程序存储器中的测量程序，驱动数码管显示温度值，并控制高、低温报警指示二极管的亮灭。
D S18B20图2 温度检测电路3.2.1.2 湿度测量电路设计湿度检测电路如图3所示。
集成湿度传感器HM1500的输出电压在1～4V 间随湿度线性变化,电路设计主要采用差分式减法电路,精密电阻R3=R6=2.4kΩ,R4=R7=2k Ω, 用这四个电阻可调节增益。
湿度传感器HM1500检测到的湿度对应的电压信号从IN 端输入。
差分的另一侧输入Vs,它是由 TL431 提供 2.5 V 的精密电压分压后可得到1.0 V 左右的电压。
并由此可以得到输出电压的计算公式为:)(65)(s s 34out V V V V R R V in in -=-=(2) 若输入电压在1～4V 之间变化, 则输出电压就相应在0～2.5V 之间变化。
调节R1可以消除不同的湿度传感器的零点误差。
该电路的测湿范围为0～100%。
图3 湿度检测电路3.3 显示电路设计显示电路设计如图4所示。
该电路采用四位七段数码管动态扫描显示的方式, 当单片机从ADIN1和ADIN2口采集到温湿度数据以后,如果此刻检测的为湿度,首先把湿度值送到数码管显示,同时点亮湿度指示灯,表示现在显示的是湿度;如果此刻检测的是湿度,显示温度时同样会点亮相应的指示灯。
由于单片机IO 口有限,该系统又采用两片SNJ54HC373芯片扩展了 8个IO 口以满足设计要求。
为了保证电平兼容,这部分电路均采用3.3V 电压供电。
3.3.1 按键电路设计按键电路设计如图5所示。
该电路采用3个独立按键, 通过按2号键和3号键可以切换温湿度显示, 其中2号键显示湿度,3号键显示温度,按1号键可以进行相应温湿度门限和传感器地址的设定。
1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041424344454647484950图5 按键电路设计3.3.2 系统软件设计图6为该系统的主程序设计流程图。
本系统的软件设计思路是,系统上电以后,首先读取存在 EEPROM 中的地址和温湿度门限值,然后进入循环状态进行温湿度信号采样, 接着对采集得到的数据进行处理并存储,也既是MSP430F149 单片机通过10位AD 采样模块读人端口温湿度对应的电压信号, 并按照相应转换公式转化成实际温湿度数值并存储。