基于MSP430单片机的温度控制系统设计与实现

整个系统通过单片机MSP430G2553控制DS18B20读取温度，采用LCD1602显示，温度传感器DS18B20与单片机之间通过串口进行数据传输.MSP430系列单片机具有超低功耗，且外围的整合性高，DS18B20只需一个端口即可实现数信，连接方便。

此系统的主要功能：

● 可以测量一定摄氏度内的温度；

● 用液晶显示温度，精确到小数点后两位；

● 利用温度传感器（DS18B20）测量某一点环境温度；

● 至少有高、低两路限温控制输出接口控制外部电路。

● 高、低两路限温控制点可在一定范围内独立设置，通过发光二极管模拟显示其控制状态输出。

● 当温度达到高、低限温控制点发光报警；

● 提高温度测量精度，使分辨率不低于0.10C；

● 可以通过按键设置高、低两路限温控制点。

此数字温度控制系统硬件部分利用了MSP430G2553芯片内部的ADC10功能配置，结合DS18B20温度传感器来测量环境中的温度，将所测数值在LCD1602串行显示；软件部分利用CCS软件来进行编译，并且根据实际需要来完成各模块程序的编写，再进行复杂的调试。

该温度控制系统在MSP430G2553芯片的功能配置和协调下，与其他模块搭建来完成。由MSP430控制温度传感器DS18B20实时测量环境中的温度，然后在LCD5110显示出来，当该温度超过了设定的最大或者最小温度值时，LED开始报警。

                       输入输入

基于名为Launch Pad，MSP-EXP430G2低成本实验板是一款适用于TI最新MSP430G2XXX犀利产品的完整开发解决方案。基于USB的集成型仿真器可提供全系列MSP430G2XX器件开发应用所必备的所有软件、硬件。Lunch Pad具有集成的DIP目标插座，可支持多达20个引脚，从而使MSP430Value Line器件能够轻松插入LaunchPad实验板电路。

温度测量传感器采用DALLAS公司DS18B20的单总线数字化温度传感器，测温范围为-55℃~125℃，可编程为9位~12位A/D转换精度，测温分辨率达到0.0625℃，采用寄生电源工作方式，CPU只需一根口线便能与DS18B20通信，占用CPU口线少，可节省大量引线和逻辑电路。接口电路如图3.3所示。

LCD液晶显示模块采用LCD1602型号，性价比高，LCD1602可以显示32个字符，口相对简单。1602共16个管脚，但是编程用到的主要管脚不过三个，分别为：RS(数据命令选择端),R/W（读写选择端）,E（使能信号）;以后编程便主要围绕这三个管脚展开进行初始化，写命令，写数据。

以下具体阐述这三个管脚：

RS为寄存器选择，高电平选择数据寄存器，低电平选择指令寄存器。

R/W为读写选择，高电平进行读操作，低电平进行写操作。

E端为使能端，后面和时序联系在一起。

除此外，D0~D7分别为8位双向数据线。

其接线如图3.4所示

整个电路采用USB电源，为所有的USB 外设提供了单一的易于使用的标准的连接类型，简化了USB 外设的设计。整个的USB 的系统只有一个端口和一个中断节省了系统资源。

本系统整体工作主要由单片机程序控制实现，其工作过程为：由MSP430控制温度传感器DS18B20实时测量环境中的温度，然后在LCD1602显示出来，当该温度超过了设定的最大或者最小温度值时，LED开始报警。

程序流程图如下：

此程序设计中仅使用了MSP430单片机系统中I/O口资源，调试过程中，主要使用寄存器窗口，以及设置断点，观察系统程序主要实现对采集来的模拟信号进行模数转换，并对数字信号进行液晶显示，所以程序有采集模拟信号、DA转换和液晶显示三部分；在中断子程序设置断点，判断运行是否正确。在调试过程中，由局部到整体，判断程序可能出现的问题，认真分析逻辑，实现要求的功能，在简化程序。

5.2.2CCSV5的使用步骤               

  （1）CCS新建工程：

①首先打开CCS并确定工作区间，然后选择project-->New CCS Project

弹出图5.5对话框。，在简化程序。

②在project name中输入新建工程名称turang。

③在Device部分中，Variant中选择MSP430G××× Family，芯片选择MSP430G2553，其余选择默认。

④选择空工程，然后单击Finish，完成新工程的创建。

⑤创建工程如图5.6所示：

⑥然后选择File-->New-->Source File，新建一个C文件，并且命名为turang.C，并在工程名上右击选择Add Files，创建工程如图5.7：

(2）CCS调试：

①调试之前，先确定目标配置文件是否已经创建并且配置正确。

②首先进行工程编译：选择Project-->Build Project，编译目标工程。编译结果如图5.8所示，表示没有错误，可以进行下载调试，如果有错误，知道调试到没错误为止。

③单击运行图标运行程序，可以观察显示的结果。在程序调试的过程中，也可通过设置断点来调试程序，选择需要设置断点的位置，右击鼠标选择Breakpoints-->Breakpoint，断点设置成功后显示图标可以通过双击该图标来取消该断点。程序运行的过程中还可以通过单步调试按钮进行调试。

整个系统的软硬件都完成后，需要进行联合调试，主要是针对系统设定的功能能否完成和完善进行调试。将电路线连接好，接入3V电源，LCD显示屏亮，且测得当前温度，如果当前温度超过给定的量程范围内LED等就会亮，此时就是发出警报，提示当前温度已超出给定温度范围。超出给定的温度（35°）LED灯就会亮，否则LED灯就会灭，如下图。

对于本设计，尚可以进一步进行如下设想：

使用按键控制设定的温度的高低，设计思路如下：

系统主要包括16位单片机MSP430、温度采集模块DS18B20、液晶显示模块LCD1602、键盘控制和执行机构等几个部分。设计思路如下：

系统总体方案设计框图如下：

                       输入输入

此系统单片机具有集成度高，通用性好，功能强，特别是体积小，重量轻，耗能低，可靠性高，抗干扰能力强和使用方便等独特优点，在数字、智能化方面有广泛的用途。430与51的最大区别在于430有很多的寄存器，较之51程序较为复杂。虽然与51单片机的组成都是差不多但还有很大的区别，就拿本次设计还说，虽说是之前是了解过还改用msp430设计还是有一点的难度，对于51单片机I/O口多，而现在我们用的msp430虽说是功能多，但编程起来还是很困难，可能是我知识的欠缺，之前所学的可能是最简单的，现在学习了这个16位的单片机还是有一点难度，不过我们还需多学习。