基于MSP430单片机智能测温控制系统设计

马双琪　马帅宝

摘 要：本文介绍了以MSP430F149芯片为核心，并控制启动温度测量，接收测量数据，计算温度值。采用RS485型红外温度传感器来采集溫度数据。并结合LED显示器、矩阵键盘和步进电机共同完成温度控制。

关键词：MSP430F149RS485 LED显示器 矩阵键盘

步进电机

1引言

温度控制广泛用于生产和生活中，如温室大棚、恒温车间等许多场合。本文提出了以RS485作为温度采集元件，MSP430F149为信息处理元件，结合LED显示器、矩阵键盘和步进电机共同完成温度采集、显示、等功能。

2系统组成及工作原理

温度采集控制系统硬件原理框图如图1所示，由红外传感器模块、步进电机驱动模块、LED显示模块、MSP430模块、键盘输入模块等组成。下面对各组成部分的工作原理、功能进行分析。

2.1单片机系统

2.1.1MSP430F149，MSP430F149是美国TI公司设计生产的一款超低功耗的16位单片机。具有低电压、超低功耗，工作电压3.6V～1.8V；快速苏醒，从待机模式下恢复工作，只需要不到6μS时间。具有内部参考电压源，并且具有采样、保持、自动扫描等功能。该型单片机具有64个引脚完全可以满足系统的需要。

2.1.2矩阵键盘，矩阵键盘输入电路主要用于设定温度范围，控制电机正反转，电机紧急停止等功能。本次键盘设计采用中断扫描方式实现的矩阵键盘，并采用软件除抖。

2.1.3LED显示模块，该系统共有有六个LED，其中四个显示温度，其余两个显示位置。数码管采用共阳极数码管，采用动态显示原理。

2.2红外传感系统

本次设计采用RS485型红外温度传感器来采集温度数据，先由于RS485采集到电流数据，并通过外电路把电流转化成电压，然后通过MSP430F149片内的A/D转换来完成信号的采集任务。

2.3步进电机模块

本次设计采用二相四拍步进电机，由步进角a=360/（zm）可知当齿数z等于100时，步进电机每次转角为0.9°。当单片机给步进电机一个脉冲时步进电机转动一个角度，当脉冲反向时电机的转向也相反。

2.4电磁阀控制电路

当LED显示的温度高于设定温度时，由单片机发出信号控制电磁阀的开启，对相应位置进行降温。

3系统软件设计

系统程序设计较为简单，采用顺讯查询的方式执行主程序。系统初始化后，每次可以通过键盘设定需要控制的温度值。由红外测温传感器在步进电机的带动下对不同位置进行信号的采集，并与单片机的A/D通道进行连接，然后由单片机对信号进行处理，并在LED显示模块显示出最大值及其位置，如果温度超过了矩阵键盘所设定的值，单片机则控制电磁阀对对应的位置进行降温处理。系统流如图二所示

4结束语

采用单片机与温度传感器及其他硬件的结合，使其监控的实时性，控制的精确性得到了提高。同时，系统采用MSP430F149控制，使得整个系统能耗较低，安全性、稳定性得到进一步提高。

参考文献：

[1] 谢兴红，林凡强，吴雄英，MSP430单片机基础与实践北京：北京航空航天大学出版社2012

作者简介：马双琪，女，汉族，籍贯：河南洛阳，单位：河南理工大学机械与动力工程学院，研究：方向机械设计。