以MSP430F149為核心的溫度檢測(cè)儀的硬件模塊和軟件設(shè)計(jì)

摘要：溫度檢測(cè)儀主要是對(duì)溫度進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)溫度的靈敏作出及時(shí)的反應(yīng)。以MSP430F149為核心的溫度檢測(cè)儀成本較低，功耗低，有很高的可靠性，對(duì)周?chē)h(huán)境抗干擾的能力也較強(qiáng)，對(duì)溫度的變化反應(yīng)靈敏，這就得益于其內(nèi)部的硬件模塊和軟件設(shè)計(jì)，能夠應(yīng)用于不同的環(huán)境，據(jù)不同的需要應(yīng)用在多類(lèi)的溫度檢測(cè)系統(tǒng)中。這里從其硬件模塊和軟件設(shè)計(jì)對(duì)其特點(diǎn)進(jìn)行分析、論證。
關(guān)鍵詞：MSP430F149；檢測(cè)系統(tǒng)；硬件；軟件；低功耗

0 引言
蘭州大型的綜合工程重離子加速器——冷卻存儲(chǔ)環(huán)(HIFRL-CSR)是國(guó)家科學(xué)重點(diǎn)工程之一，在其內(nèi)部控制系統(tǒng)里存在著大量的測(cè)量溫度的場(chǎng)合，這些場(chǎng)合依靠約束離子的行為發(fā)揮CSR主環(huán)中的磁場(chǎng)作用，在磁場(chǎng)中，這些帶電粒子束有時(shí)處于聚焦?fàn)顟B(tài)，有時(shí)則處于傳輸狀態(tài)，且磁場(chǎng)性能的好壞對(duì)束流品質(zhì)有直接影響。
由于磁鐵的溫度與磁場(chǎng)性能及安全密切相關(guān)。磁鐵的線(xiàn)圈中通過(guò)電流時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很高的溫度，因此，對(duì)其溫度的測(cè)量是一項(xiàng)非常重要的工作。以MSP430F149為核心的溫度檢測(cè)儀基于此要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，并投入使用，是一款成本低并且性能良好的測(cè)溫儀。

1 溫度測(cè)量原理
1．1 溫度測(cè)量的流程分析
在該設(shè)計(jì)中，測(cè)溫范圍應(yīng)控制在20～70℃范圍內(nèi)，且測(cè)溫精度約為±1℃；當(dāng)溫度高于70℃時(shí)，則發(fā)出自動(dòng)報(bào)警提示。目前，大多數(shù)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)精度較低，程序響應(yīng)的時(shí)間都比較慢，僅能監(jiān)測(cè)到8路。而在此設(shè)計(jì)中擬用8個(gè)開(kāi)關(guān)進(jìn)行模擬，這樣就可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)到64路。這樣，在該電路中，可以主要測(cè)量其電橋溫度，利用A／D轉(zhuǎn)換器實(shí)行轉(zhuǎn)換，僅需采取VCO和單片機(jī)接口即可實(shí)現(xiàn)。
當(dāng)溫度信號(hào)發(fā)出時(shí)，選擇Pt100傳感器，其鉑電阻的阻值會(huì)隨著溫度的變化而發(fā)生變化，并且會(huì)呈現(xiàn)一定的函數(shù)關(guān)系，Pt100傳感器利用這一特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)測(cè)溫功能。其中，溫度與阻值之間的關(guān)系可表示為：

1．2 溫度測(cè)量的參數(shù)分析
一般情況下，將溫度測(cè)量控制在-200～+800℃，允許偏差為：A級(jí)±(0．15+0．002|t|)，B級(jí)±(0．30+0．005|t|)；其中，熱電阻最小的置入深度不得低于2DO mm；響應(yīng)時(shí)間控制在30 s范圍內(nèi)；允許通過(guò)的電流不大于5 mA。除此以外，溫度傳感器Pt100還具有穩(wěn)定性能好、抗振動(dòng)、測(cè)量準(zhǔn)確性高、耐受高壓的優(yōu)點(diǎn)。
Pt100溫度傳感器測(cè)量系統(tǒng)的流程圖如圖1所示。