基于MSP430单片机的温度测量实验设计

摘要：介绍了一种基于MSP430单片机的测温实验，用此实验可代替教学中传统的热敏电阻结合电流表的测温实验。该实验采用热敏电阻和斜率A／D转换来测量温度，并由液晶显示屏显示出来。通过该实验可以使学生更好的掌握传感器、单片机、集成电路以及计算机语言等现代科学技术。
关键词：MSP430；温度测量；斜率A／D；液晶显示

随着时代的发展，科学技术也不断进步，新的科学技术在各个领域里广泛应用。高等教育是培养高水平人才的重要途径，但目前某些教学内容还比较落后，并没有跟上现代科技的发展。在高等教育的课程中引入更多的现代技术，有利于对人才的培养。本文介绍一种应用MSP4 30单片机测量温度的方法，来代替传统教学中相对落后的热敏电阻结合电流表的实验方法。

1 温度测量部分
用于测量温度的温度敏感元件有很多种，比如热电偶、热敏电阻、集成温度传感器、数字温度传感器等等。本系统采用的是热敏电阻。热敏电阻由对温度非常敏感的半导体陶瓷质工作体构成。与一般常用的金属电阻相比，它有较大的电阻温度系数，可以获得较高的温度分辨率。不同材料制成的热敏电阻适用的测温范围不同，如CuO和MnO2制成的热敏电阻适用于-70～120℃，适于测量体温。温度是模拟量，要把被测的模拟量转换成数字量，以供单片机处理。为了节约成本，可以通过斜率A／D转换来实现模数转换。斜率A／D转换是利用外接电容的充电和放电来实现的。电路连接如图1所示。

应用MSP430的比较器(Comparator_A)和定时器(Timer_A)，可以测量热敏电阻的阻值。根据阻值和温度的对应关系可以得出待测的温度，实现A／D转换。将Comparator_A的CA0端接外部信号，CA1端接内部参考电压0．25Vcc。Timer_A工作在捕获模式，下降沿捕获，通过CCI1B捕获CAOUT。先使P1．2端口输出高电平，通过Rref给电容C6充电。充电完毕时，CA0端电压高于CA1端电压，CAOUT输出1。读Timer_A的计数值t0，t0=TAR。然后再使P1．2端口输出低电平，电容C6通过Rref放电，当CA0端电压降至0．25Vcc时，Comparator_A输出翻转，CAOUT输出0，Timer_A通过CCI1B捕获到下降沿，触发定时器中断，读出捕获值CCR1，t1=CCR1。C6通过Rref放电到0．25Vcc的时间time_ref=t1-t0。再对热敏电阻Rsens充电和放电，同样测出C6通过Rsens放电到0．25Vcc的时间time_sens。由下面的公式可以计算出热敏电阻(Rsens)的阻值。