低功耗智能便携式温度测量仪的研究毕业设计.docx

西安工业高校北方信息工程学院本科毕业设计（论文）.题目：低功耗智能便携式温度测量仪的探讨一硬件设计系别：电子信息系专业：自动化班级:姓名：学号：指导老师：年月毕业设计（论文）任务书系别电子信息系号业自动化班级姓名学号1 .华业i殳i（论文）题H：低功耗日能便携武祝度测录仪的探讨一破件设计2 .题目背景和j义：温度测计花工农业牛.产、现代科学探讨及高新技术开发过"中是一个极支阳面用夔的测中项I1.现代电子检测技术正朝普K族成度、低功耗、UJ幅程以及数号化的方向发展，供统的指针式温度脂乐器已经嵬不上社会的发展篇求,国内外在便携式温度测此仪这方面的探讨及杭用也相节%,便携式如子设备的；£要指标之就是低功耗，低功耗是闰际上节能和绿色环保的要求，是全球化的热潮，本设计可达1.作5年不换电池的仪器，3秒刷新一次R相度比较高,价格比较低.3 .谀计（论文）的主要内容（埋工科含技术指标）：I依依系统结构的特点,提出总体设计方案:2设计本系统的硬件电路（包括，电源横块电路、单片机限制电路、键盘电礴显示电路报警电路等）,并对每个根块进行仿忒、调试：Mi度达到（）.2%：3健件电路板安装.调试4结合系统硬件设计和应用软件i殳计总体联合调试:4 .设计的基本要求及进度支配（含起始时间、设计地点）：工作方案进度支配:（I）I-3周，林本资料的在找，了解单片机、传学器等相关学问:（2）46周，探讨晚理设计及功能分析:（3）713烦，能妨给H1.系统t进的措施，并盼出硬件电路图:（4） 1415周，完成主要就分的电路图，并与软件系统整机伤口调试:（5） 1618周，撰写论父，完成毕业设计答辩。5.毕业设计（论文）的工作显要求试验时数*或实习（天数）：12!去图纸（幅面和张数）*：2ji其他要求：指导老师签名：年月日学生签名：年月日系教研室主任审批：隼月日说明：1本衣一式二份,一份由学生奘订入附件册,一份老师自留.2带*项可依据学科特点选埴.低功耗智能便携式温度测量仪的探讨一一硬件设计摘要温度测量是工农业生产、现代科学探讨及高新技术开发过程中一个极其一般而重要的测量项目。本论文探讨了一种低功耗智能便携式温度测量仪，该测温仪采纳PTI(MX)热电阻传感器，16位高集成度、超低功耗单片机MSP430F4250,充分利用单片机的相关技术、测温技术、报警技术、1.CD显示技术、串口技术，不但发挥了低功耗智能便携式温度测量仪的测温功能，而且还拥有报警与通信功能，手动或位功能运用户能随时测量温度的改变，超低功耗能够运用户不必担忧电能不足的问返。通过对系统的调试，试险结果证明该设计达到了预期Ii标，完成了系统的便携式和低功耗的要求.关健词：低功耗：温度测量仪：MSP430F4250；PT1.OOO1.ow-powerInte1.1.igencePortab1.eTemperatureMeasuringMeterHardwareDesignAbstractThetemperaturemeasurementisaVCrycomn)nandimportantmeasurementiteminindusrj,andagricu1.turer<x1.uction.Wha1.thispaperresearchisthe1.ow-powerconsumptioninte1.1.igencePonabIetemperaturemeasuringinstrument,thistemperaturenwasuringinstrumentusesthetherma1.resistancesensor,16x>sitionhighintegrationand1.owpowerconsumptionmono1.ithicintegratedcircuitMSP430F4250.thissystemmakefu1.1.useofmicrocontro1.1.ertechno1.ogy,thermometry,anda1.armtechno1.ogy.1.CDdisp1.ay,seria1.techniques,noton1.yp1.ayeda1.ow-powerinte1.1.igentportab1.etemperaturemeasurementtemperature,buta1.sohasa1.armandcommunicaiionfunctions,emanua1.resetfunctiona1.1.owstheuseab1.etomeasuretemperaturechangesatanytime,1.owpowerconsumptionenab1.esusersdonothavetoworryabouttheprob1.emofinsufficiente1.ectricity.Debuggingthesystem,theexperimenta1.resu1.tsdemonstrate(hatthedesignhasachieved(hedesiredgoa1.s,andcomp1.etesystemofportab1.eand1.owpowerrcquircmcn1.s.KeyWords:1.owpowerconsuniion;Temperaturemeasurementinstrument;MSP430F4250:PT1.ooO1 绪论O1.1 温度测册仪国内外探讨现状O1.2 本论文的意义及主要内容12低功耗智能便携式温度测量仪的总体方案22.1 低功耗智能便携式温度测量仪系统总体结构22.1.1 低功耗智能便携式温度测量仪结构框图22.1.2 低功耗智能便携式温度测量仪的各模块32.2 低功耗智能便携式温度测量仪工作过程描述43低功耗智能便携式温度测量仪的硬件设计63.1 胞片机限制电路63.2 电源模块73.3 复位与晶振模块83.4 信号处理模块93.5 显示模块12MSP430液晶驱动模块的主要特点12352液晶驱动方法133.5.31.CD限制器与1.CD_A限制器的比较13RT12864M汉字图形点阵液晶显示模块143.6 报警模块143.7 梃盘与1.ED灯模块153.8 串口通信模块163.9 降低功耗的硬件措施163.9.1 晶体管的性质163.9.2 选用低功耗单片机173.9.3 选用低功耗外国电路和器件173.9.4 选择低功耗的工作方式174试验调试184.1 低功耗智能便携式温度测量仪的PCB制作184.1.1 PCB板布局18PCB的布线184.2 低功耗智能便携式温度测量仪调试194.2.1 低功耗智能便携式湿度测量仪分析194.3 低功耗智能便携式温度测量仪改进方法195结论20参考文献21致谢22毕业设计（论文）学问产权声明23毕业设计（论文）独创性声明24附录1电路原理图25附录2电路PCB板261绪论1.1 温度测量仪国内外探讨现状仪器仪表在生产发展、科学探讨以及人们的日常生活中有着特别重要的作用。演若微型计算机技术及嵌入式系统的发展，仪器仪表朝着高集成度、低功耗、可编程以及数字化的方向发展，为了对传统仪器仪表进行更新换代，近些年各探时和运用单位正致力于智能仪表开发和应用工作U1.温度是关于物体冷热程度的度量，是自然界主要的物理量之一，而温度测量是工业、农业、国防和科研等部门最普遍的测地项目，温度在工农业生产、现代科学探讨及高新技术开发过程中是一个极其普遍而重要的测量参数，温度测量仪现已广泛应用于农业试验室，工业，环保，卫生防疫，仓储运输,博物馆，温室等象域，因此温度测量技术的探讨是个很重要的课题。温度是表征物体冷热程度的参数，它不能像质量，长度那样用干脆比较的法来获得量值，只能通过物质与温度有关的其它物理性质来测量它，例如物体体积、粘度、电导率等。温度测址是通过温度传感器来实现的，温度测量的过程就是通过温度传感将被测对象的温度位转换成电或其它形式的信号，传递给信号处理电路进行信号处理转换成温度值显示出来。般的温度测量仪涔通常都是由温度传感器和信号处理这两部分组成的，具备检测以及显示两个功能。对于简洁的温度测量仪说，检测和显示这两部分是连在一起的，例如水银温度计，但是在较为困雄的度测量仪中则分成独立的两个部分，中间用导线联接起来，例如热电阻或电偶是检测部分，而相应的指示和记录仪表是显示部分。依据对物体测量的不同方式，温度测量:仪可以分为接触式和非接触式两大型.在测量湿度的时候，测温仪检测部分假如干脆与被测介质干脆接触的则为接触式温度测显仪：假如检测部分没有与被测介侦干脆接触，则称为非接触温度量仪。社会的快速发展，使得温度测量的要求也越来越高，目前市场上出现了各种各样的便携式温度测量仪，能满意不同测温须要。随着电子器件的不断发展便携式数字温度测量仪己渐渐得到应用，由于它配有各种样式的热电偶和热电探头，运用时比较便利敏捷：另外，便携式红外辐射温度计的发展也很快速，装有微处理器的便携式红外辐射温度计具有存贮和计算的功能，能显示个被测表面的多处温度，或一个点温度多次测量平均温度、域高温度和最低温度等不同的参数。此外，还有多种其它类型的温度测量仪，例如用品体管测温元件和光导纤维测温元件构成的仪表：采纳热象扫描方式的热象仪，可干脆拍摄和显示被测物体温度场的热象图，可用于检杳大型炉体、发动机等的表面温度分布；另外还有利用激光，测量物体温度分布的温度测量仪耦等。1.2 本论文的意义及主要内容本论文的意义在于温度测量在工农业生产、现代科学探讨及高新技术开发过程中是一个极其普遍而IIi要的测量项目。现代电子检测技术正朝着裔集成度、低功耗、可编程以及数字化的方向发屣，传统的指针式温度指示器已经跟不上社会的发展需求国内外在便携式温度测量仪这方面的探讨及应用也相当多，便携式电子设备的揖要指标之一就是低功耗，低功耗是国际上节能和绿色环保的要求，是全球化的热潮，经过对市面上现有智能便携式测温仪的了解，发觉测温仪功耗基本都在180W以上，大部分只能做到工作3年不换电池，假如工作5年不换电池的仪器基本都是3杪刷新一次，或者须要通过系统自动关机才能实现长时工作，而且精度比较低，价格比较高。本论文探讨了一种超低功耗智能便携式湿度测量仪，该测温仪采纳热电PT100o传感器，16位高集成度、超低功耗单片机MSP430F4250,实现对温度信号的采集和处理。通过选用低功耗元件和软件的优化,使得系统总体功耗变得特别低：统限制在每秒刷新一次，功耗小于90W,3V电池供电，工作电流小于30两工作5年不需更换电池;而且测温范用宽-200.(rC850QC,精度达到0.2%,且稳定度高。本论文主要介绍了一种应用钠热电阻传感器，16位高集成度、超低功耗单片机MSP430F4250.实现对湿度信号的采集和处理的超低功耗智能便携式温度测盘仪。第1章介绍了温度测量仪发呈现状及本课题主要内容。第2章介绍低功耗智能便携式温度测量仪的总体方案。第3章分析了低功耗智能便携式温度测量仪的硬件设计的各个模块。第4章分析了试验调试结果分析以及须要改进的地方。第5章给出了结论和展望。2低功耗智能便携式温度测量仪的总体方案2.1 低功耗智能便携式温度测量仪系统总体结构本论文以单片机为中心，以低功耗为目的对阻度进行检测。设计前先确定系统CPU的类型，而在超低功耗方面CPU的选择，MSP430单片机是T1.公司1996年起先推向市场的超低功