基于MSP430F149单片机的多路无线温度检测系统

　　2. 2 温度采集电路

　　为了使整个系统的功耗更低，采用低功耗的热敏电阻NT C100 和MSP430149 内部自带的12 位A/ D 转换器实现温度的采集功能。其理论分析与计算电阻值和温度变化之间的关系。

　　式中: RT 为温度T( 单位: K) 时的NTC 热敏电阻阻值；RN为额定温度T N ( 单位: K) 时的NTC 热敏电阻阻值；T 为规定温度( 单位: K) ；B 为NTC 热敏电阻的材料常数，又叫热敏指数。

　　常温环境中，温度为28℃，换算成开氏温度为273. 15+ 28= 301. 15 K。通过多次测28℃及30℃环境下的数据，如表1 所示，取平均值，尽量减小误差，算得B 值。

表1 测量NTC100 热敏电阻B 值

　　通过式( 1) 可得，将T ，T N 都转化成开尔文温度进行计算得B = 4 064. 34。经过比较发现，求得的阻值与测得的阻值很相近。

　　图4 为温度采集模块，其中R 1 为热敏电阻，R3 为200 kΩ电阻，R2 为0~ 20 kΩ 的可调电阻，用来调整温度计的准确性。U0 为检测到的电压，将U0 接到单片机管脚，通过A/ D 转换，将得到的电压值转换成温度值,在LCD 上显示出来。

图4 温度采集模块

　　2. 3 显示模块

　　本次设计采用自制的16 位段码液晶进行显示。利用液晶驱动IC( HT 1621) 以及配套的液晶LCD 玻璃片，自制16 位段码液晶。另外，驱动IC 上装有两种频率的蜂鸣驱动电路，可以实现报警功能。

　　2. 4 串口通信模块

　　在温度采集过程中，由于系统随时需要将采集到的温度数值通过PC 机上的VC 界面进行显示，因此需要在PC 机和单片机之间进行相互通信。由于PC 机的RS 232电平与单片机的TTL 电平不同，因此用MAX3232 芯片实现电平的相互转换，这样就可以实现单片机与PC 机之间的相互通信。

　　3 软件设计

　　系统的软件设计采用模块化设计方法。下位机利用定时中断发送温度数据，利用端口中断设置温度报警的上下限，其他时间处于低功耗模式3 的状态下，这样可以大大降低功耗。上位机利用接收中断接收数据，并且利用MAX3232 与PC 机通信。

　　NTC 热敏电阻的主要缺点是热电特性的非线性现象严重，本次设计采用查表法对NT C 热敏电阻进行线性化。线性插值法软件流程如图5 所示。

图5 线性插值法热敏电阻非线性自校正程序流程图