2. 2 MSP430F149

　　本設(shè)計(jì)的主控芯片采用美國(guó)德州儀器公司的16位帶FLASH 單片機(jī)MSP430F149。它具有處理能力強(qiáng)、運(yùn)行速度快、功耗低等優(yōu)點(diǎn)。其工作電壓為1. 8V ~ 3. 6V; CPU 運(yùn)行正交的精簡(jiǎn)指令集。片內(nèi)寄存器數(shù)量多。存儲(chǔ)器可實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)算。

　　MSP430F149中斷源較多并可任意嵌套， 系統(tǒng)處于省電狀態(tài)， 用中斷請(qǐng)求喚醒只需6 微秒。它還具有豐富的外圍器件。其16位定時(shí)器T imerA具有4種工作模式， 可同時(shí)進(jìn)行多個(gè)捕獲/比較功能； 48個(gè)可獨(dú)立編程的I /O 口； 2 個(gè)串行通信接口微秒ART0與微秒ART1; FLASH 存儲(chǔ)器多達(dá)60KB, 擦寫次數(shù)可達(dá)10萬(wàn)次。該款芯片的超低功耗和良好的性能價(jià)格比使其非常適合工業(yè)監(jiān)控領(lǐng)域。

　　2. 3 語(yǔ)音報(bào)警模塊

　　對(duì)于溫度的超限情況進(jìn)行報(bào)警， 系統(tǒng)采用語(yǔ)音報(bào)警方式。語(yǔ)音報(bào)警由ISD1420 芯片控制， 它具有分段錄放功能， 每次錄放時(shí)間為20S。預(yù)先錄制好的溫度語(yǔ)音， 由MSP430單片機(jī)判斷被測(cè)溫度， 當(dāng)測(cè)量值高出或低于標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)放出各自相應(yīng)的錄音， 從而實(shí)現(xiàn)溫度的報(bào)警功能。

　　2. 4 溫度顯示模塊

　　液晶顯示模塊HTM 1602A 是基于S6A0069 芯片構(gòu)建的2行l(wèi)6列字符型的LCD 液晶顯示模塊， 其字符顯示的分辨率是5×8 （即每個(gè)字符是由一個(gè)5× 8的點(diǎn)矩陣構(gòu)成）?；赟6A0069所編寫的控制程序亦可以很方便地應(yīng)用于其它大部分字符型液晶顯示模塊。因此選用HTM 1602A 模塊顯示系統(tǒng)的測(cè)溫結(jié)果。

　　2. 5 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊

　　系統(tǒng)采用CAT24WC64 作為存儲(chǔ)芯片。

　　CAT24WC64是一個(gè)64k位串行CMOS EEPROM, 內(nèi)部含有8192個(gè)8位字節(jié)， 具有一個(gè)32 字節(jié)寫緩沖器， 該器件通過(guò)I2C 總線接口進(jìn)行操作， 有專門的寫保護(hù)功能。測(cè)溫系統(tǒng)采用CAT24WC64用來(lái)集中記錄單總線上所有溫度傳感器的注冊(cè)信息， 即按地址順序存放DS18B20 的64位光刻ROM 序列碼。每個(gè)序列碼占用8字節(jié)空間， 系統(tǒng)管理程序會(huì)以8字節(jié)為基數(shù)計(jì)算傳感器注冊(cè)碼的地址序號(hào)， 并反饋給用戶作為傳感器的標(biāo)識(shí)號(hào)。

　　2. 6 串口通信接口電路設(shè)計(jì)

　　將MSP430F149單片機(jī)采集的溫度數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)， 利用MSP430 單片機(jī)的通訊接口連接到RS232串行口接收或發(fā)送數(shù)據(jù)和指令， 但是單片機(jī)的TTL電平和RS232不兼容， 因此使用MAX232進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換， 其接口電路圖如圖3所示。

圖3 MSP430F149與PC機(jī)的串行接口電路

　　MSP430 有兩組通訊接口， UTXD0、URXD0 和UTXD1、URXD1, 這里用的是第一組。MSP430F149單片機(jī)3. 3V 的信號(hào)由UTXD0出來(lái)輸入到MAX232的T1 IN 腳， 轉(zhuǎn)換成±15V的信號(hào)由T1OUT 送到通訊標(biāo)準(zhǔn)接頭的2腳（ RXD） , ±15V 的信號(hào)由通訊標(biāo)準(zhǔn)接頭的3腳（ TXD ）出來(lái)輸入到MAX232 的R1 IN腳， 轉(zhuǎn)換成±15V 的信號(hào)由R10UT 送到單片機(jī)的URXDO。

　　3 溫度檢測(cè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　MSP430系列是一種具有集成度高、功能豐富、功耗低等技術(shù)特點(diǎn)的16位單片機(jī)， 它采用c語(yǔ)言完成程序設(shè)計(jì)， 大大提高了開發(fā)調(diào)試的工作效率； 同時(shí)用c語(yǔ)言所產(chǎn)生的文檔資料也容易理解， 便于移植。

　　3. 1 下位機(jī)編程

　　系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)包括主程序， 復(fù)位子程序， 報(bào)警和分辨率設(shè)置子程序， 溫度轉(zhuǎn)換子程序， 讀溫度子程序， 計(jì)算溫度和顯示溫度子程序等等。MSP430F149對(duì)DS18B20的訪問(wèn)流程是： 先對(duì)DS18B20初始化，再進(jìn)行ROM 操作命令， 最后才能對(duì)存儲(chǔ)器RAM 操作。程序流程圖如圖4 所示。下面就簡(jiǎn)要介紹MSP430系列單片機(jī)C 語(yǔ)言的幾個(gè)主要子程序。

圖4 程序流程圖