基于MSP430单片机和DS18B20的数字温度计

　　温度测量是从金属(物质)的热胀冷缩开始，常用的检测方法有电阻式、热电偶式、PN 结型、辐射型、光纤式及石英谐振型等。 这些检测方法都是基于温度变化引起其物理参数　　(如电阻值 ，热电势等 )变化的原理。 随着大规模集成电路工艺的提高，出现了多种集成的数字化温度传感器[1]。

　　这里提出一种基于 MSP430 单片机[2]的小型测温系统设计方案， 主控制器采用 MSP430 单片机， 数字温度传感器DS18B20 通过单总线(1-wire)与单片机连接，系统结构简单 ，　　抗干扰能力强，适合于恶劣环境下测量现场温度，可应用于仓库测温、楼宇空调控制和生产过程监控等领域。

 　1 数字式温度计的总体设计

　　该系统以单片机为数字温度计的主控制器，以集成数字温度传感器为温度信息采集单元，液晶显示器及其驱动元件为显示单元。 系统的基本组成框图如图 1 所示。

　　2 硬件组成

　　系统的主控制器选用了 TI 公司的单片机 MSP430F1121A，温度传感器选用了 DALLAS 公司数字式集成温度传 感器DS18B20， 采用 2 位共阴极 LED 数码管以及 2 个 CD4511 　　码器实现温度显示[3-4]。 系统的整体设计电路如图 2 所示。

　　2.1 主控制器

　　MSP430F1121A 具有独特的超低功耗设计 ， 具有 5 种低功 耗 模 式 ， 给 低 功 耗 仪 表 设 计 带 来 了 很 大 方 便 。

　　MSP430F1121A 型单片机为 Flash 型 ，可反复编程 ，且内部集成了 A/D 转换器，特别为智能式仪表、电池供电便携设备而设计。 MSP430F1121A 特性[5]如下：

　　1)高效 16 位 RISC 内核，16 位精简指令结构，27 条指令，125 ns 指令周期时间，绝大多数指令可在 1 个时钟周期内完成;

        2)1.8～3.6 V 低电压供电，有多种省电模式 ，功耗特别低，一颗电池可工作 10 年;

   　3)同其他微控制器相比 ，带 Flash 的微控制器可以将功耗降低 5 倍，既缩小了线路板空间又降低了系统成本;

　　4)6 μs 的快速启动时间可延长待机时间并使启动更加迅速，降低了电池的功耗;

　　5)内含 12 位快速 ADC/Slope ADC，只需外接 1 个电阻、1个电容即可实现高精度斜率 A/D 转换;

　　6)片内资源丰富 ，有 ADC，PWM，若干 TIME，串行口 ，看门狗，比较器，模拟信号，强大的中断功能;

　　7)SP430 系列产品可以提供多种存储器选择 ， 从 14 位ADCs 到 LCD 驱动电路的混合信号外设 ，简化了各类应用中MSP430 的设计;

　　8)ESD 保护，抗干扰力特强。

2.2 译码驱动及显示单元电路