le="display: block;">這份應(yīng)用報(bào)告介紹了一種應(yīng)用MSP430微控制器上定時(shí)器端口模塊的數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)。
- MSP430超低功耗微控制器簡(jiǎn)介
- 硬件連接
- 定時(shí)器端口特性
- 小結(jié)
Brian Merritt
Texas Instruments
本文講述一種使用MSP430x3xx微控制器定時(shí)器端口模塊中的斜率ADC功能的數(shù)字溫度計(jì)。這篇文章可作為一個(gè)參考,介紹如何將阻性傳感器和參考電阻與定時(shí)器模塊相連。所有的MSP430x3xx器件均含有定時(shí)器端口模塊,在實(shí)際應(yīng)用中該模塊可以連接多個(gè)阻性傳感器和參考電阻,而閑置的引腳則可用作獨(dú)立輸出。總體說來,MSP430還具有以下主要特點(diǎn):
- 超低功耗(電流僅0.1-400μA)
- 高性能處理器
- 外圍功能強(qiáng)
- 配有閃速器件和低成本在線仿真器
MSP430超低功耗微控制器簡(jiǎn)介
MSP430是一種16位RISC微控制器,具有先進(jìn)的時(shí)鐘和設(shè)計(jì)特性以及高度正交指令結(jié)構(gòu),因而處理內(nèi)核功能強(qiáng)大并且非常靈活。這些特性使得MSP430在一般的3V系統(tǒng)中,工作模式下電流只有400μA,待機(jī)模式下僅有2μA,而待機(jī)時(shí)最多只要6秒就可以進(jìn)入完全同步工作狀態(tài)。MSP430系列內(nèi)的其他器件還含有多種形式外圍模塊組合結(jié)構(gòu),可提高系統(tǒng)的集成度。圖1是MSP430x32x的結(jié)構(gòu)框圖。
硬件連接
硬件連接電路包括一個(gè)簡(jiǎn)單的熱敏電阻(Radio Shack #271-110)、一個(gè)10kΩ參考電阻和一個(gè)0.1μF電容,這些元件都直接連到MSP430上,如圖2所示,如果要顯示測(cè)量的讀數(shù)還可以接一個(gè)LCD顯示器。
該電路測(cè)量時(shí)先將電容充電到約Vcc時(shí),再通過參考電阻放電,同時(shí)計(jì)算該過程內(nèi)部時(shí)鐘周期的次數(shù)直到CIN輸入變低。然后電容再次充電到接近Vcc,并通過熱敏電阻放電,同時(shí)記下所需的內(nèi)部時(shí)鐘周期數(shù)。通過將熱敏電阻放電所需的時(shí)鐘周期數(shù)和已知阻值的參考電阻放電所用周期數(shù)的比值乘以參考電阻的阻值,就能確定熱敏電阻的阻值。利用軟件程序計(jì)算出熱敏電阻的具體數(shù)值,它對(duì)應(yīng)一個(gè)不同的溫度,將此溫度轉(zhuǎn)化為華氏溫度后就可顯示到LCD上。盡管測(cè)量讀數(shù)始終都在顯示,但MSP430大部分時(shí)間處于第3類低功耗模式(LPM3),所以這些時(shí)間可用于做其他測(cè)量、與別的元件通信或者進(jìn)行計(jì)算。
溫度測(cè)量中使用的三種元件可直接與Texas Instruments MSP430開發(fā)工具板(STK)或評(píng)估工具板(EVK)相連,其他連接包括LCD所需的電路在STK和EVK板上都已經(jīng)有了。STK和EVK板上還帶有基于MSP430x325器件的指令代碼,這些代碼經(jīng)過精簡(jiǎn)完全可以裝入512字節(jié)RAM存儲(chǔ)器中,另外利用板上的接口還可以通過PC的串行口將代碼調(diào)入RAM中。
定時(shí)器端口特性
定時(shí)器端口模塊可支持多種熱敏電阻與參考電阻配置結(jié)構(gòu)。如果要在同一溫度范圍內(nèi)做幾個(gè)測(cè)量,可用幾個(gè)熱敏電阻而只需一個(gè)參考電阻。如果測(cè)量范圍相差太遠(yuǎn),傳感器則要用不同的參考電阻(圖3)。任何未用的引腳都可作為數(shù)字輸出腳。定時(shí)器端口模塊還有兩個(gè)8位計(jì)數(shù)器,可以級(jí)連形成一個(gè)16位計(jì)數(shù)器,這些計(jì)數(shù)器在定時(shí)器端口未使用時(shí)也可作其他用途。
小結(jié)
MSP430x3xx微控制器上的定時(shí)器端口是一種多用途模塊,它支持多種阻性傳感器與參考電阻的組合形式,這些元器件可以直接接到定時(shí)器端口組成一個(gè)硬件連接很少的完整傳感系統(tǒng)。這種將定時(shí)器端口模塊、16位CPU以及超低功率結(jié)合在一起的設(shè)計(jì),可以為用戶提供極高的MIPS/W特性。
