MSP430单片机带摄氏度/华氏度切换的超低功耗温度计程序带前台与后台

ID:108615 · 发表于 2016-3-14 19:55

本程序是《MSP430系列单片机系统工程设计与实践》书里面的源码，（包含工程文件(例3.1) ）完整例程下载：http://www.51hei.com/bbs/dpj-46245-1.html

关于本程序的详细解说大家可以点击上图下载电子书

/*
带摄氏度/华氏度切换的超低功耗温度计程序
说明：在《温度计_基本原理》程序中，已经实现了一个温度测量和显示的系统，
但因为采样速率很快，且对基准源不加控制，耗电很大(800uA左右)。
本例中，将温度采集速度降到1秒一次，且采样间隙时间不仅关闭基
准源，还让CPU进入LPM3休眠状态，大大节省了耗电。该程序功耗仅10uA
左右，可用纽扣电池长期运行(2年)。实际上对于环境温度1秒1次采样仍
属浪费，如果降到5秒一次，功耗可下降到4uA左右(CR2032电池工作5年)。
按KEY3后，CPU进入LPM4，功耗下降到0.1uA，这是一种常用的不断电
的关机方法。
同时，该程序示例了如何例用程序库快速的完成开发任务。
//=============================操作说明方法==============================
按KEY1键切换到摄氏度显示，按KEY2键切换到华氏度显示，按KEY3关机，
关机后按复位键可以开机。
//===========================温度计算公式推导============================
430单片机内部温度传感器温度系数是：1.32mV/K (1.32mv/开尔文)
开尔文温度=摄氏温度+273K
在内部基准电压Vref=1200mV条件下，ADC数据格式设置为"有符号"时，
0V对应采样值0，1/2Vref(600mV)对应ADC采样值32767(忽略实际误差)。
推导出传感器输出Vsensor = (ADC采样值)/32768 * Vref/2
Vsensor除以温度系数(1.32mV/K)得到开氏温度:
DegK = ADC采样值/65536 * 1200/1.32
化简后 DegK = (ADC采样值 * 909)/65536
再减去273，得到摄氏温度:
DegC = (ADC采样值 * 909)/65536 - 273
为了能显示小数点后一位，计算过程中先扩大10倍，显示时加一位小数点。得
到最终计算公式：
DegC = (ADC采样值 * 9090)/65536 - 2730
华氏度/摄氏度的转换公式是
DegF=DegC*(9/5)+32
同样扩大10倍得到DegF=DegC*9/5+320
//===========================温度校准与修正============================
上述公式是在理想状况下求得的，实际上ADC、温度传感器都存在误差。(误差
原理参《超低功耗电压表》程序)，因此需要校准。在《超低功耗电压表》中提出的
校准方法在这里同样适用，即输入两个已知温度(例如0/100度)，记录ADC读数，然后
根据两点坐标写出新的直线公式，即可校准。
但是该方法存在2个难点：第一是在业余条件下，标准温度产生比较困难(相对
来说，电压表程序中产生已知电压容易得多);第二是温度传感器位于片内，难以置入
标准温度中(比如冰水混合物/沸水)。
因此，这里提出一种相对简单的近似校准方法。该温度计大部分情况测量的是室
温附近的范围(按0-50度考虑)，而传感器的输出比例系数是按绝对零度开始的，因此微
小的比例误差乘以273都是不可忽略的。%2的比例误差，在27度下(300K)会造成7.92mV
误差，约6度。因为难以产生标准温度，所以比例系数难以校准;但偏移误差很容易通过
显示值和普通温度计示数之差得到。我们可以将所有的误差都折算成偏移误差，这样虽
然比例误差无法完全消除，但因为测温范围不大，影响也相对小得多。
在25度左右的室温下，抄下430显示的温度标与准温度计的温度差T_OFFSET，在显示
的时候将这个误差扣除。按0-50度量程考虑，25度必然是准确的，按量程25度程正负25
K计算，2%比例误差造成的温度误差只有正负0.5度，精度已经足够高了。
//=========================================================================
注意事项：用手触摸芯片表面可以观察到显示温度立刻上升。但请注意430单片机
属于静电敏感芯片，触摸芯片之前一定要先用手接触一下大地(水管、
电脑机箱等)再捏住电路板的GND端子(左下角)，另一只手才可触摸芯片。
(C)西安电子科技大学测控技术与仪器教研中心编写：谢楷 2020/02/20
*/
//
// MSP430FE425
// ----------------------
// | XIN|-
// | | 32kHz
// |RST XOUT|-
// | | +----------------------+
// |A0.6+ -| S0-S15|--->| SoftBaugh LCD_048 |
// |A0.6- | COM0-COM3|--->| 7.1Digit,4-Mux LCD |
// | | | | +----------------------+
// | | | VREF |---+
// (P1.5)| \| |/ | |
// KEY1---->| \_/ | -+- 100nF
// | 内部 | -+-
// | 温度传感器 | |
// (P1.6)| AVss |---+
// KEY2---->| |
// | |
// | |
// (P1.7)| |
// KEY3---->| |
// | |
//*****************************************************************************
#include "MSP430X42X.h" /*430单片机寄存器头文件*/
#include "LCD_Display.h" /*LCD显示函数库头文件*/
#include "BasicTimer.h" /*基础定时器函数库头文件*/
#include "ADC16.h" /*16位ADC函数库头文件*/
#define KEY1 (P1IN&BIT5) /*KEY1=P1.5*/
#define KEY2 (P1IN&BIT6) /*KEY1=P1.6*/
#define KEY3 (P1IN&BIT7) /*KEY1=P1.7*/
char Timer1s=16; /*1秒计时累加变量*/
char DegMode=1; /*温度模式变量*/
#define Mode_C 1 /*摄氏度宏定义*/
#define Mode_F 0 /*华氏度宏定义*/
#define T_OFFSET (0) /*25度左右条件下，显示温度减去标准温度计温度*/
/*作为校准偏移值。注意要乘10倍，10=1.0度*/
/****************************************************************************
* 名称：PowerOff()
* 功能：关机
* 入口参数：无
* 出口参数：无
* 说明: 关机后按复位键开机。
****************************************************************************/
void PowerOff()
{
LCD_Clear();
LCD_DisplayChar(BR,5);
LCD_DisplayChar(OO,4);
LCD_DisplayChar(FF,3); //显示 '-OFF-'
LCD_DisplayChar(FF,2);
LCD_DisplayChar(BR,1);
Cpu_SleepDelay(32); //'-OFF-' 停留2秒
LCD_OFF(); //关闭LCD
_DINT(); //禁止所有中断(禁止唤醒CPU)
LPM4; //进入LPM4休眠(最省电的模式,0.1uA)
//只有复位才能唤醒CPU，重新执行程序
_NOP(); //程序永远不会运行到这一行
}
/****************************************************************************
* 名称：main()主程序
* 功能：每1秒采集温度一次并显示;每1/16秒扫描一次按键并处理。
* 入口参数：无
* 出口参数：无
****************************************************************************/
void main( void )
{ int i;
int ADC_Result=0;
int DegC;int DegF;
WDTCTL=WDTPW+WDTHOLD; //停止看门狗
FLL_CTL0|=XCAP18PF; //配置晶振负载电容
P1DIR|=BIT0+BIT1+BIT2+BIT3+BIT4;
P2DIR|=BIT0+BIT1+BIT2+BIT3; //悬空的IO口要置为输出
P1OUT =0; //不确定电平会造成IO耗电
P2OUT =0;
BT_Init(16); //BasicTimer设置为1/16秒中断(唤醒)CPU一次
LCD_Init(); //LCD初始化
UART_Init(2400,n,8,1);
ADC16_Init(0,6,'S',1);//ADC16初始化，设置ADC0采样温度传感器,有符号，增益=1
while(1)
{
Cpu_SleepWaitBT();//CPU休眠，等待被BasicTimer唤醒
//-----------以下代码1/16秒运行一次--------------
if(KEY1==0) DegMode=Mode_C; //如果KEY1被按下，切换成摄氏度显示模式
if(KEY2==0) DegMode=Mode_F; //如果KEY2被按下，切换成华氏度显示模式
if(KEY3==0) PowerOff(); //如果KEY3被按下，关机
Timer1s++; //1秒累加计数
if(Timer1s>=16) //16次累加=1秒
{
Timer1s=0;
//-----------以下代码1秒运行一次-----------------
ADC16_VrefOn(); //打开基准源
for(i=0;i<30;i++); //略等待，等基准稳定
ADC_Result=ADC16_Sample(0,1);//采样ADC0,单次采样
ADC16_VrefOff(); //关闭基准源
DegC=((long int)ADC_Result * 9090)/65536 - 2730;//计算摄氏度
DegC-=T_OFFSET; //扣除校准偏移量
DegF=DegC*9/5+320; //计算华氏度
if(DegMode==Mode_C) //如果处于摄氏度显示模式
{
LCD_DisplayDecimal(DegC,1); //显示摄氏度，带1位小数
LCD_InsertChar(DT);
LCD_InsertChar(CC); // 尾部添加单位: 'C
}
if(DegMode==Mode_F) //如果处于华氏度显示模式
{
LCD_DisplayDecimal(DegF,1);//显示摄氏度，带1位小数
LCD_InsertChar(DT);
LCD_InsertChar(FF); // 尾部添加单位: 'F
}
}
}
}

复制代码

帐号		自动登录	找回密码
密码			立即注册

MSP430单片机带摄氏度/华氏度切换的超低功耗温度计程序 带前台与后台

相关帖子

MSP430单片机带摄氏度/华氏度切换的超低功耗温度计程序带前台与后台