基于单片机的超低功耗电子温度计设计

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1、超低功耗电子温度计超低功耗电子温度计摘要：本次设计的超低功耗电子温度计，采用低功耗的MSP430F2012单片机作为核心控制部件。根据题目的具体要求，采用热敏电阻NTC100和MSP430内部自带的AD转换实现温度的采集功能，利用HT1621显示芯片和16位数码液晶玻璃片实现了数据显示功能，并采用3*1键盘实现了功能之间的转换及调节。整个系统都是在超低功耗的要求下进行元件及运行方式选择的，只需要一片SONY的银锌电池（3V）即刻实现长时间运作，很好的实现了超低功耗、高精度、可唤醒等功能。关键词：MSP430单片机；超低功

2、耗；热敏元件；温度计Abstract：TheUltra-lowpowerelectronicthermometerusesthelow-powerMSP430F2012MCUasthecorecontrolcomponents.Accordingtothepecificequirementsofthistitle,weusesthethermistorNTC100andtheMSP430internalbuilt-inADconversiontocompletethecollectionoftemperature,bes

3、ides,weusestheHT1621and16digitalLCDglasstoachieveadatadisplay.Byusingthe3*1keyboard,weachievestheconversionbetweenthefunctionsandregulation.ThewholesystemisintheUltra-Low-Powerrequirementsforcomponentsandoperationmodeofchoice,whichneedonlyonesilver-zincbatterie(S

4、ONY3V)toachievelongoperation,andachievedultra-lowpower,highprecisionandawaken-abledfunctionsverywell.Keywords:MSP430,ULP,Thermosensor,Thermometer一、系统设计：1题目要求2任务：设计一个电子温度计，能够通过温度传感器测量并显示被测量点的温度。原理方框图如下：MSP430单片机温度传感器显示驱动显示按键设计要求：1基本部分：(1)检测温度范围10～30℃，分辨率1℃；(2)正确显示

5、温度(3)整机静态功耗小于5微安(关闭LCD显示,时钟正常运行)(4)按键唤醒显示2发挥部分：(1)温度控制功能(能够演示出控制功能的存在)(2)显示时分秒的时钟功能(能够正常切换和显示)(3)其他功能1总体方案设计本设计总体上包含一下几个模块MSP430F2012HT1621液晶驱动芯片3*1键盘输NTC100采集系统16位数码管LCD玻璃片LCD玻璃片电压采样本设计主要实现测量温度功能，诸多发挥功能主要有键盘输入循环选择1方案论证及选择3.1控制单元方案方案一：MCS-51系列单片机是Intel公司推出的通用型单片机

6、，是市场上使用较为广泛的单片机，但其功耗相比来说较高。用51单片机进行功能扩展，外围连接较多，在本设计中要求有温度采集，而51没有自带的A/D转换，需外接器件，功耗增大且使用起来相对麻烦。方案二：采用凌阳SPCE061A单片机，此单片机工作电压2.6～3.6V（CPU）,I/O端口高电平VDDH为VDD～5.5V，其工作电流小于50mA。虽然凌阳SPCE061A功能丰富，但是在设计温度计时显得有点功能浪费，并且，此单片机在功耗上面明显过高，不符合低功耗要求，方案三：采用16位MSP430F2012系列单片机，此型号单片机

7、电源电压采用的是1.8～3.6V，电压要求低。MSP430F2012单片机中断源比较多，并且可以任意嵌套，使用起来非常方便：其有内置的10位A/D转换，可以在不外加A/D芯片的前提下采集温度，减少了功耗。在MSP430F2012中有两个不同的系统时钟系统：基本时钟系统和锁频环（FLL和FLL+）时钟系统。由于系统采用的工作模式不同，芯片的功耗有显著的不同，在系统中总共有一种工作模式和五种低功耗模式，在工作模式4下耗电仅为0.1uA，耗电极低。综合比较，在实现相同功能的前提下，MSP430具有更低的功耗，更适合要求，故选择

8、方案三。3.2温度采集方案方案一：采用ds18b20数字温度传感器，其工作电压为3.0～5.5V，工作电流在1.5mA，与单片机连接时须在数据线上加一上拉电阻，这无意中增加了功耗。方案二：采用NTC热敏电阻，其稳定性好,可靠性高，灵敏度高；电阻值和材料常数B值精度高、一致性好、可互换。由于采用玻璃封装,可在高温和高湿