以单片机为核心的温度检测仪的设计

在压控振荡器LM331中，可实现电压与频率之间的转换。作为一种芯片，它具备如下特点：可自由转化模拟电压，将其置换为可实现远距离传输、可直接输入计算机、抗干扰能力极强的脉冲串。利用MSP430F149单片机中的Timer模块，可检测其输出频率大小，以完成A／D之间的转换功能。在压控振荡器LM331中，可使用其温度补偿功能，并具有极强的温度稳定性。另外，在该器件的脉冲输出过程中，可兼容多种逻辑形式，既可采取单电源供电，也可采取双电源供电，其中基电压控制在5～40 V范围内，最大非线性误差控制在0．01％内。
经相关实验证明，压控振荡器LM331的电压与频率关系式表示如下：
f0=KVi
式中：K=Rs／(2．09Rt·Ct·RL)；Rs=Rs1+Rs2。
因为MSP430F149是16位的计数器，所以在此设计中就选用的具体参数为：Rs=33 kΩ，Rt=6．8 kΩ，Ct=2 200 pF，RL=100kΩ。由于Rs，Rt，Ct，RL对f0的转换产生直接影响，其计算结果也会有所区别。因此，在该组电路中，主要采用精密电阻计算，电容则选用漏电流偏小的云母电容。
LM331的电路原理图如图3所示。

2．2．2 通信接口
在MSP430F149中配有通用的通信串行接口，可允许7位、8位串行位流。串行位流主要以预设速率进行，且由外部时钟确定的速度做出移入或移出动作。MSP430F149传送单片机和上位机之间的数据，应通过RS 485接发器进行接收或发送；再通过嵌入式网关ATmega128接入以太网，实现用户的远程访问功能。其中，数据通信方式为全双工、4线形式，波特率约57 600b／s，通过MSP430F149单片机中的P口实现数据的接收与发送。

2．2．3 键盘显示
通过键盘接口，可完成行列扫描。在系统工作过程中，MCU会持续查询、检查按键是否按下，造成工作效率低下。因此，在设计中，应考虑采取I／O口形式，来完成键盘输入的中断。MSP430F149单片机中P1口和P2口都可以用来处理外部事件中断问题，与高效率、精确化工作要求正好相符。在MSP430F149单片机中，将键盘接入P2口，极大地提高了工作效率。
在该没计中，采取主控制驱动支撑显示单元，通过HD44780液晶显示完成整个工作。这种模块形式，具有结构紧凑、轻巧，便于装配等优势，同时拥有标准化接口，确保各种性能的充分发挥。除了可以显示192个标准字符之外，还可完成8个自定义特殊字符的显示。

3 软件设计
3．1 软件设计的语言
MSP430F149单片机可以采用C语言编程完成整个程序设汁工作，其程序设计提高了开发调试效率。由于采用C语言编程，其所产生的文档资料容易理解，而且便于移动使用。C语言编程应用在MSP430系列中时，与标准C语言编程具有较高兼容性。且在软件设计过程中，可选择模块化方法，确保程序结构一目了然，对今后系统的进一步扩展提供了非常重要的参考作用。
3．2 软件设计的模块
在软件模块设计中，其主要程序为：主程序、通信模块、显示模块、键盘处理模块、Timer计数模块、A／D转换模块等。当系统在工作状态下，对程序实行初始化处理，当完成这一程序后，进入巡回模式。如果在此过程中发生了中断事件，则可自动判断中断源位置，并连接相关的中断服务。软件流程图如图4所示。

4 结语
在该系统中，主要采用铂电阻Pt100，具备较强的可靠性，且线性度较好，已经得到广泛的应用，在测量环境的高精密度上发挥着重要的作用。
以MSP430F149为核心的温度检测仪对温度有着灵敏的反应，其中用来采集的控制器具有成本低、功耗低、抗干扰能力很强的特点，可以满足不同的需要，因此MSP430F149为核心的温度检测仪，可以在各种温度检测系统中应用。
在现场条件极其恶劣的情况下，MSP430F149系统中采用压频间的转换技术来实现A／D的转换，避免了直接用MSP430中的A／D转换引起测量误差较大的缺点。此设计的创新点就是在工作程序中采用了查表法，这样可以对测量值进行线性化的补偿，测量精度得到了提高。