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利用MSP430內(nèi)嵌溫度傳感器的系統(tǒng)方案

2013-10-29 14:27 來源:電子信息網(wǎng) 作者:洛小辰

MSP430對(duì)于很多傳感器領(lǐng)域的工程師來說,不會(huì)陌生。MSP430微控制器的諸多系列中都有內(nèi)嵌的溫度傳感器。本文將提出一種利用此傳感器溫度報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。

首先先簡(jiǎn)單了解一下MSP430微控制器。此款微處理器是一款具有豐富片上外圍的強(qiáng)大功能的超低功耗16位混合信號(hào)處理器,其中包括一系列的器件,可以應(yīng)用在不同的場(chǎng)合。MSP430與MCS-51的一個(gè)顯著不同就是它在片內(nèi)集成了模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)模塊,使得A/D轉(zhuǎn)換得以容易的實(shí)現(xiàn),其中在MSP430的13x、14x、43x、44x系列器件中,都有內(nèi)嵌的溫度傳感器。它的輸出送入ADC12模塊的通道10,然后對(duì)其進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換,進(jìn)而可以測(cè)量芯片內(nèi)的溫度。在本告警系統(tǒng)中就是采用這個(gè)溫度傳感器的輸出來實(shí)現(xiàn)溫度的實(shí)時(shí)告警。

基于MSP430F449內(nèi)嵌溫度傳感器的溫度告警系統(tǒng)原理圖

那么,如何利用MSP430?其方案又會(huì)是怎樣的呢?其實(shí)ADC12模塊的通道10對(duì)芯片的溫度進(jìn)行測(cè)量,當(dāng)測(cè)量溫度高于或者低于預(yù)設(shè)告警值時(shí),便通過I/O端口的輸出來驅(qū)動(dòng)LED,顯示告警狀態(tài)。芯片在整個(gè)過程中處于低功耗模式。本系統(tǒng)的原理比較簡(jiǎn)單,上圖給出了相應(yīng)的原理圖。

其次,MSP430內(nèi)嵌的溫度傳感器實(shí)際上就是一個(gè)輸出電壓隨環(huán)境溫度而變化的溫度二極管,下面的表很直觀的顯示出了它的一些基本電氣特性。按照TI公司提供的資料,這個(gè)溫度二極管輸出的電壓和對(duì)應(yīng)的溫度近似成簡(jiǎn)單的線性關(guān)系。所測(cè)溫度可由的公式(1)求出:

溫度傳感器公式

其中,T:測(cè)量到溫度,單位℃;

VST :ADC模塊的通道10測(cè)量到的電壓,單位mV;

V0℃ :0℃時(shí)傳感器的輸出的電壓,單位mV;

TC SENSOR :傳感器的傳感電壓,即輸出電壓隨溫度的變化情況,單位mV/℃。數(shù)值上等于溫度每升高1℃,增加的輸出電壓。

對(duì)于12位的ADC模塊,VST可以通過下面的A/D轉(zhuǎn)換公式求得:

溫度傳感器2(2)

其中,ADC12CH10:通道10所測(cè)得的溫度傳感器的12位A/D值;

VR+:正參考電壓,可以取內(nèi)部參考VREF+ 、AVcc或者外部參考VeREF+ ,單位mV;

VR-:負(fù)參考電壓,單位mV。通常取VR-=AVss,在這種情況下,求VST的公式進(jìn)一步簡(jiǎn)化為:

溫度傳感器公式3

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溫度傳感器 MSP430

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