1 引言

　　隨著電子計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的溫度監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用越來越多。且采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的溫度監(jiān)控系統(tǒng)具有自動(dòng)化和無人值守等特點(diǎn)，使得它們?cè)谠S多應(yīng)用場(chǎng)合得到了廣泛的應(yīng)用。本文介紹的溫度采集報(bào)警系統(tǒng)具有一定的通用性，它采用傳感器與單片機(jī)的a/d通道相連，簡(jiǎn)化了模擬采集的設(shè)計(jì)，從而減小設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，增加系統(tǒng)的可靠性，也同時(shí)減小了pcb的面積。報(bào)警和顯示模塊主要是驅(qū)動(dòng)蜂鳴器實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能和便于實(shí)時(shí)觀察。該系統(tǒng)充分體現(xiàn)了智能化、低功耗、高精度的發(fā)展趨勢(shì)。重點(diǎn)在于傳感器的設(shè)計(jì)及智能化、低功耗的硬件電路設(shè)計(jì)上。

　　2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)（單元電路設(shè)計(jì)）

　　系統(tǒng)以單片機(jī)msp430f149為核心。本系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)目標(biāo)應(yīng)該包括以下幾個(gè)方面：鍵盤輸入模塊、傳感器采集模塊、顯示模塊、報(bào)警模塊、cpu處理模塊和電源供電及復(fù)位模塊等。下面詳細(xì)介紹一下各單元的硬件電路和實(shí)現(xiàn)的功能。
　　
　　2.1.1 電源部分設(shè)計(jì)

　　整個(gè)系統(tǒng)采用3.3v供電，考慮到硬件系統(tǒng)對(duì)電源要求具有穩(wěn)壓功能和紋波小等特點(diǎn)，另外也考慮到硬件系統(tǒng)的低功耗等特點(diǎn)，因此該硬件系統(tǒng)的電源部分采用ti公司的tps76033芯片實(shí)現(xiàn)，該芯片能很好滿足該硬件系統(tǒng)的要求，另外該芯片具有很小的封裝，因此能有效節(jié)約pcb板的面積。為了使輸出電源的紋波小，在輸出部分用了一個(gè)2.2uf和0.1uf的電容，另外在芯片的輸入端也放置一個(gè)0.1uf的濾波電容，減小輸入端受到的干擾。

　　2.1.2 復(fù)位電路部分設(shè)計(jì)

　　在單片機(jī)系統(tǒng)里，單片機(jī)需要復(fù)位電路，復(fù)位電路可以采用r-c復(fù)位電路，也可以采用復(fù)位芯片實(shí)現(xiàn)的復(fù)位電路，r-c復(fù)位電路具有經(jīng)濟(jì)性，但可靠性不高，用復(fù)位芯片實(shí)現(xiàn)的復(fù)位電路具有很高的可靠性，因此為了保證復(fù)位電路的可靠性，該系統(tǒng)采用復(fù)位芯片實(shí)現(xiàn)的復(fù)位電路，該系統(tǒng)采用max809芯片。為了減小電源的干擾，還需要在復(fù)位芯片的電源輸入腿加一個(gè)0.1uf的電容來實(shí)現(xiàn)濾波，以減小輸入端受到的干擾。

　　2.1.3 鍵盤輸入電路部分設(shè)計(jì)

　　鍵盤輸入電路主要是用來輸入數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。該系統(tǒng)的鍵盤設(shè)計(jì)是采用掃描方式實(shí)現(xiàn)的矩陣鍵盤。該矩陣掃描鍵盤由行線和列線組成，鍵盤的行線作為鍵盤的控制輸出端，鍵盤的列線作為鍵盤的輸入端。鍵盤的列線通過上拉電路將兩個(gè)管腳拉高，這樣在沒有按鍵按下的情況下，這兩個(gè)管腳的電平為高電平，如果有按鍵按下，則相應(yīng)的列線管腳為低電平，從而觸發(fā)中斷進(jìn)入中斷服務(wù)程序，進(jìn)而獲得輸入的數(shù)據(jù)。

　　2.1.4 顯示電路部分設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)的顯示電路采用的是簡(jiǎn)單的led顯示方式，這樣的方式能滿足該系統(tǒng)的要求，也可以減低系統(tǒng)的成本。該顯示電路直接與單片機(jī)的數(shù)據(jù)i/o口進(jìn)行連接，由于msp430f149具有豐富的i/o口資源，這樣采用并行的接口方式非常容易，減小了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜度，也可以增加系統(tǒng)的可靠性。
　　
　　2.1.5 報(bào)警電路部分設(shè)計(jì)

　　該部分電路主要是驅(qū)動(dòng)一個(gè)蜂鳴器，這樣只需要將蜂鳴器的一端接地，另外一端與單片機(jī)進(jìn)行相連就可以了，考慮到msp430f149的驅(qū)動(dòng)能力，需要加一個(gè)放大電路。為了減少電源的輸入紋波對(duì)放大電路的影響，在電源的管腳增加一個(gè)0.1uf的電容來實(shí)現(xiàn)濾波，以減小輸入端受到的干擾。圖2為報(bào)警電路。

　　2.1.6 溫度采集電路部分設(shè)計(jì)

　　該系統(tǒng)的溫度采集部分是采用max6613溫度傳感器來采集溫度數(shù)據(jù)，該芯片具有寬電壓供電、較高的精度、大的測(cè)量范圍、較小的封裝等特點(diǎn)。如圖3：
由圖可以看出，該采集電路具有簡(jiǎn)單、實(shí)用等特點(diǎn)。為了減少電源的輸入紋波對(duì)采集電路的影響，在電源的管腳增加一個(gè)0.1uf的電容來實(shí)現(xiàn)濾波，以減小輸入端受到的干擾。

　　2.1.7 單片機(jī)電路部分設(shè)計(jì)

　　單片機(jī)電路作為整個(gè)系統(tǒng)的核心控制部分，主要是完成與其他電路的接口，從而獲得數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將處理的結(jié)果采用某種方式表示出來，比如顯示或報(bào)警。單片機(jī)的接口電路非常簡(jiǎn)單，分別采用單片機(jī)的一般i/o口實(shí)現(xiàn)與其他電路的連接，在單片機(jī)的時(shí)鐘設(shè)計(jì)上與其他單片機(jī)有一定的區(qū)別，msp430f149單片機(jī)采用兩個(gè)時(shí)鐘輸入，一個(gè)32khz的時(shí)鐘信號(hào)，一個(gè)8mhz的時(shí)鐘信號(hào)。該系統(tǒng)的時(shí)鐘部分都是采用晶體振蕩器實(shí)現(xiàn)的�？紤]到電源的輸入紋波對(duì)單片機(jī)的影響，在電源的管腳增加一個(gè)0.1uf的電容來實(shí)現(xiàn)濾波，以減小輸入端受到的干擾。

　　3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　本系統(tǒng)的軟件主要包括采集模塊、輸入模塊、顯示模塊、報(bào)警模塊和主處理模塊。采集模塊重要是獲得max6613溫度傳感器的數(shù)據(jù)，該部分主要是通過msp430f149片內(nèi)的a/d轉(zhuǎn)換來完成數(shù)據(jù)的采集任務(wù)，采集的模擬參考電壓采用片內(nèi)的參考電壓。系統(tǒng)的輸入部分為矩陣掃描鍵盤。p1.0和p1.1構(gòu)成了鍵盤的列線，p1.2、p1.3、p1.4、p1.5和p1.6構(gòu)成了鍵盤的行線。顯示電路直接與單片機(jī)的數(shù)據(jù)i/o口進(jìn)行連接。p4.0~p4.6是用來顯示數(shù)據(jù)，p2.1是用來控制小數(shù)點(diǎn)的顯示，p2.2、p2.3