3.3.5 串行通信程序设计 23
3.4 MSP430单片机主程序设计 24
结论 25
致谢 26
参考文献 27
附录A:核心芯片控制程序 29
1 引言
1.1 温度采集的意义
数据采集(Data Acquisition)是信息科学的一个重要分支,它研究信息数据的采集、存贮、处理以及控制等作业。温度是一个和人们生活环境有着密切关系的物理量,也是一种在生产、科研、生活中需要测量和控制的重要物理量,是国际单位制七个基本量之一[1]。温度测量在保证产品质量,提高生产效率,节约能源,安全生产,促进国民经济发展等诸多方面起到了至关重要的作用[2]。例如:在粮仓需要对粮食进行多点温度检测,以避免粮食的腐烂和变质[3]。因此,研究温度采集系统,对现场温度进行测量和控制,具有十分重要的意义。
1.2 温度采集系统的发展状况
温度采集系统。最初是利用模拟电路构成的电子仪表对现场温度进行采集。后来,研究出了分布式温度测量控制系统。目前,正在开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国的温度控制技术发展很快,一些国家在实现自动化的基础上,正向着完全自动化,无人化的方向发展[4]。
1.3 课题背景
1.3.1 微处理器的发展
工业领域中的微处理器以单片机、arm、DSP为代表,由于厂家之间的激烈竞争,各种芯片的的性能不断提高,而价格不断降低。其中TI公司生产的MSP430系列单片机,处理能力强、运算速度快、功耗低、片内资源丰富。中断源较多,并且可以任意嵌套中断,使用时灵活方便。当系统处于省电的低功耗状态时,中断唤醒只需5μs。并且具有方便高效的开发环境IARC430[5]。
1.3.2 温度传感器的发展
近百年来,温度传感器的发展大致经历一下三个阶段:(1)传统的分立式温度传感器(含敏感元件);(2)模拟集成温度传感器/控制器;(3)智能温度传感器。目前,国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式、由集成化向智能化、网络化的方向发展[1 6]。
1.3.3 单片机串行通信接口技术的发展
最初是数据模拟信号输出简单过程量。然后是RS232接口,可以通过这种接口实现点对点的通信方式,但这种方式传输速度慢,传输距离短,存在共地噪声,且不能抑制共模干扰等问题。RS485的出现解决了这个问题,其传输距离,传输速度以及传输稳定性都有很大提高[7 8]。
1.4 课题目的
本课题将以MSP430单片机为主控制器,通过430单片机控制和管理外围电路获取温度数据,同时将温度数据发送到上位机进行相应处理。主要完成对多路温度的采集和实时监测,并且可以方便扩展所采集的温度路数。
1.5 课题总体方案设计
本次课题主要包括三部分:温度采集,430单片机与PC通信,PC端数据处理。总体实现方案如下所示:
单总线通信 RS485串行通信
1)温度采集
采用DS18B20芯片采集温度,测温范围:-50℃~125℃,最高精度可达0.0625℃,最低精度可达0.5℃。一共使用4个芯片挂接在一条总线上,可获取4路温度。
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