采用单片微控制器的低成本数字温度计
来源:华强电子网
作者:华仔
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时间:2016-08-10 14:18
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摘要:
在许多应用中,温度的检测和显示功能都是所期望或绝对需要的。温度探头、自动调温器、cpu监控器和过程控制设备就是一些这样的应用。插图示出了一个用于温度检测和显示的简单系统。该电路只需要一个微控制器(mcu),而不像其他解决方案那样需要单独的功率管理和模拟变换器芯片。而且,该电路无需对复位引脚进行任何的特殊处理,因为所使用的mcu引入了节电型的检测方法。德州仪器(ti)公司的msp430f412型mc
在许多应用中,温度的检测和显示功能都是所期望或绝对需要的。温度探头、自动调温器、cpu监控器和过程控制设备就是一些这样的应用。插图示出了一个用于温度检测和显示的简单系统。该电路只需要一个微控制器(mcu),而不像其他解决方案那样需要单独的功率管理和模拟变换器芯片。而且,该电路无需对复位引脚进行任何的特殊处理,因为所使用的mcu引入了节电型的检测方法。
德州仪器(ti)公司的msp430f412型mcu在执行快闪存储器代码的同时由一个高速内部振荡器进行计时。首先,代码运用单斜率模拟转换技术来读取电阻性传感器的信息。然后,将读数变换成bcd值并显示于lcd上。lcd不需要单独的驱动芯片;它由mcu直接驱动。lcd还会显示一个闪烁的“f”以表示读数的单位是华氏度,且电路正在自动检测温度。
显示内容一旦更新,mcu即进入低功耗等待状态。在此期间,只有一个内部计时器处于工作状态,其递增幅度由32khz晶体控制。该计时器控制着lcd的成帧频率(framing frequency),使其保持接通状态,并显示最新的温度读数。经过一段可由软件进行选择的延时之后,相同的计时器产生一个中断。该中断随后将重新启动cpu和内部高速振荡器,整个过程重复进行。每次中断要么清除显示内容,要么把“f”写在显示器上并使其闪烁。
msp430f412是专为以低功率电池为电源的应用而设计的。因此,当mcu处于等待状态且lcd接通时,整个电路只形成1.5ua的电流。由于mcu的启动和关断时间均极其短暂,故其97%以上的时间处于等待状态。当电路处于工作状态或对传感器进行测量时,它只形成110 a的平均电流,较长的等待时间加上较短的工作时间使得该电路的总平均电流低于5ua。如果此电路采用220mah、2032型硬币电池(coin cell)为电源,则可连续工作长达5年。
数字温度计功能的实现只用到了mcu资源的很小一部分。程序使用了快闪存储器的不足17%。有21条i/o线路可供其他用户使用,且cpu在大多数时间里处于关断状态。考虑到这些事实,就可以容易地了解数字温度计如何能够仅仅是一个在相同mcu上实现的更为复杂的应用的一小部分了。温度计可以是生产设备控制电路的辅助功能,根据温度读数来改变速度和功率。
它亦或可以是同样对时刻起反应的数字自动调温器的核心,因为32khz输入直接分隔开来以提供一个实时时钟。温度计甚至还可以是采用mcu来存储数据和运行代码的数据登录系统的一部分。这是可能的,因为msp430f412能够在其自身的快闪存储器中记录信息。
本应用中所使用的代码表可从网址下载。