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摘 要

温度是一种常见的状态量，在各个领域都有很广泛的使用。为了完成课题，我设计了一种基于MSP430单片机的智能温度计。整个系统通过单片机开发板MSP430F149控制温度传感器DS18B20读取温度，采用12864液晶屏显示温度， DS18B20与单片机之间通过串口进行数据传输，12864液晶屏与单片机之间通过并口进行数据传输。MSP430系列的单片机具有超低功耗的优点，以及外围的整合性高的特点，而MSP430F149开发板集合了课题所需要的所有模块，使用很方便。传感器采用具有3引脚TO－92小体积封装形式的数字温度传感器DS18B20，连接方便且误差小。显示则用显示面积较大的12864液晶屏，显示清晰。通过反复的实验证明，此系统的测量结果与实际的环境温度一致，除了具有接口连接简单、测量精度高、误差小等特点以外，低成本、低功耗的也是很显著的特点。

关键词：温度测量 MSP430F149 DS18B20 12864液晶屏

Intelligent Thermometer Based on MSP430

Abstract

Temperature is a common state quantity of analog signal, there is a very widely used in various fields. To complete the task, I designed a MSP430 microcontroller- based intelligent thermometer. The whole system controlled by MSP430F149 microcontroller development board temperature sensor DS18B20 read temperature, using 12864 LCD to display, and SCM DS18B20 between data transmission through the serial port，between 12864 and the microcontroller through the parallel port for data transfer. Advantages MSP430 ultra-low power MCU series, as well as the characteristics of high peripheral integration, and MSP430F149 development board combines all the modules needed for the subject, very easy to use. Sensor uses digital temperature sensor DS18B20 with 3-pin TO-92 package in the form of small size, easy connection and the error is small. 12864 bigger screen display is clear display. Through repeated experiments show that measurements of this system is consistent with the actual ambient temperature, in addition to having a simple interface, high precision, small error characteristics, low cost, low power consumption is also very significant features.

Key Words: Temperature Measurement; MSP430F149; DS18B20; 12864 LCD

目 录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1选题背景及目的 1

1.2温度测量的研究现状 2

第二章 总体方案设计 4

2.1 设计要求 4

2.2 设计方案选择及论证 4

2.2.1 单片机方案一 4

2.2.2 单片机方案二 4

2.2.3 传感器方案一 5

2.2.4 传感器方案二 6

2.2.5 显示屏方案 6

第三章 系统硬件设计 7

3.1 主要器件介绍 7

3.2.1 MSP430F149单片机 7

3.2.2 DS18B20传感器 9

3.2.3 12864显示屏 10

3.2工作原理 11

3.2.1 系统总体设计总体流程图 11

3.2.2 系统工作原理 12

3.3 系统电路设计 15

3.3.1 MCU控制模块 16

3.3.2 温度传感模块 17

3.3.3 温度显示模块 17

第四章 软件设计 19

4.1 软件开发工具的选择 19

4.2 系统软件设计原则 20

4.3 软件流程图 21

4.3.1 主程序流程 21

4.3.2 读出温度子程序流程 22

4.3.3 温度计算子程序流程 22

4.3.4 温度显示程序流程 23

4.4 程序设计 24

4.4.1 温度采集模块程序设计 24

4.4.2 LCD显示模块程序设计 24

4.4.3 主模块程序设计 25

4.4.4 报警模块程序设计 26

第五章 系统调试 27

5.1 显示模块调试 27

5.2 温度传感模块调试 27

5.3 报警模块调试 28

5.4 整体调试 28

5.5 调试演示 29

第六章 小结 31

参考文献 32

致谢 34

第一章 绪论

1.1选题背景及目的

在人类的日常生活中,常用一些形容词来形容物体的温度,如冷、热、凉、烫等，但仅这样用感知的方法无法能够准确地知道物体的具体温度。为了精确地测量某物体的温度,科学家们发明了测温的仪器——温度计。十六世纪末,我们所熟悉的伟大的物理学家伽利略在经过反复的实验论证后，发现了气体的热胀冷缩现象，之后在此基础上又反复地思考和实验,他最终制造出了史上第一个温度计——空气温度计^[1]。

温度是在很多领域常用的物理量，日常生活、工业、农业、环境监测、医学、化工、石油等。比如，工业生产中的冶金、炼铁、化工等，会使用到的各种加热炉、热处理炉、反应炉等设备，这些设备都要求对温度进行严格的控制；又如在日常生活中，常用的家用电器如微波炉、电热水器、烘干箱等也需要对温度进行检测与控制。温度计的种类数不胜数，比较常用的应该是我们平时生活中用到的酒精温度计、水银玻璃温度计和其它场合使用的热电偶温度计等。这些常用的温度计都是以刻度的形式来表现温度的高低，人们只有通过读取刻度才能知道温度。而如果使用单片机元件制作的温度计，就可以直接读取数字温度值，方便且高效，这在提升产品质量、提高企业生产效率、节约能源等方面都会有显著的作用,是测温的首选。

单片机技术属于计算机技术的一类，它在近几年的发展很是迅速，从刚开始的技术青涩到现在的广为使用已经走过了近20年的发展历程，它俨然已成为多数领域进行通信连接、数据采集、信息处理和实施控制的重要设备组成。单片机集众多优点于一身，性价比高、寿命长、噪声低、集成度高、体积小、可靠性高，并且具有低功耗、低电压的特点。单片机应其优良特性，在很多领域得到了广泛应用，无论是工业控制、化工生产还是智能仪器仪表生产、家用电器等都有单片机的身影存在^[2]。尤其在温度的测量与控制方面，单片机的使用地位无可取代，因此以单片机对温度测量展开研究具有很大的现实意义。

1.2温度测量的研究现状

自古以来人们用温度表明物体冷热程度，人类的生活离不开对它的监测，因此就出现了对温度测量的研究。随着社会及科学技术的发展，温度必然地与人类的各方面需求有了十分紧密的联系，如工农业生产、生活及科学研究。测温的方法主要分为两大类，接触式测温和非接触式测温^[3]。

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