基于MSP430和LabVIEW的温度控制系统设计
基于LabVIEW的校准实验室温度控制系统
算 机
］ ． 一触 发 板ｋ －
图１ ：温度控 制系统构 成
一
大 ， 同步 脉 冲 形 成 等 组 成 。 温 度 控 制 电路 的原 理 是 ： 改
时 间长 ，且每测一个测温 点都要重新 设置温控 系统 ，非常不方便 ，不适应 当前 院所 主专业科
室大批量检测校准 的科研生产 需求 。随着计算 机软件技术 以及 网络技术 的高度 发展 ，其在 电
软件组成，将它们安装在计算机上 ，即可构成
一
２ ． ３声光报警 电路
个控制系统 。温度传感器输 出信号 ，经信号
见 ． 图１ 。
报 警信 号通过 数据采 集卡 的 Ｄ ／ Ａ的输 出
通道给 出，并进 行信 号放大。该电路工作原理 是：从数据采集 卡输 出报警信 号，通过一个 电
调理 电路放大后 ，再 由数据采集卡采集信 号。
内变化 。可控 硅 的 导通角 为 Ｏ～ ５ Ｃ Ｈ ，温度 传 感器采用热敏 电阻 ， 温 度越高热敏 电阻值越
小 ，其 输 出 电压 也 就 越 小 。
据采集、数据处理 、数据显示等方面有着 强大 的功能 ，且随着技术进一 步发展 ，提供 了外挂 的Ｐ Ｉ Ｄ控制工具包，应 用到校 准实验 室中的炉 温控制可 替代原来 的手 动控制 系统，实验室的 测量 控制均 由 Ｌａ ｂ Ｖ Ｉ Ｅ Ｗ 软件进 行控制 ，为 实 验室 向数字化迈进 打下基础 ，下面介 绍炉温控 制 系 统 的设 计 。
基于MSP430单片机的高精度温度测试系统
摘要摘要本文旨在设计一个基于MSP430单片机的高精度的温度测试系统，以应用于实际温度测控。
有两个主要要求：1.用LCD做显示器。
2.微功耗实现。
预期成果是使得该系统测温精度达到±0.5℃，测温范围达到0℃-100℃，实现uA级功耗。
基于上述要求，论文首先介绍了超低功耗16 位单片机MSP430F149和数字温度传感器DS18B20 的基本特性，内部结构和应用，然后结合液晶显示模块MG-12232，画出了PROTEL电路图，PCB图，设计了一个小型测温系统，并写出了相应的程序代码。
利用MSP430 单片机的超低功耗以及DS18B20 的单线接口方式，实现了整个系统的低功耗，结构简单，性能稳定，经济实用。
最后基于集成开发环境IAR Workbench 给出了主要的C430函数。
关键词：测温系统，MSP430F149， DS18B20ABSTRACTABSTRACTThis article is for the purpose of designing one based on the MSP430 monolithic integrated circuit high accuracy temperature test system, meets uses in the actual temperature observation and control. Some two overriding demands: 1. uses LCD monitor.2. ultra-low power realizations. The anticipated achievement is causes this system temperature measurement precision to achieve ±0.5℃, the temperature measurement scope achieves 0℃-100℃, realizes the uA level power.Based on the above request, the paper first introduced ultra low power loss 16 monolithic integrated circuit MSP430F149 and the digital temperature sensor DS18B20 basic characteristic, the internal structure and the application, then union liquid crystal display module MG-12232, has drawn the PROTEL circuit diagram, the PCB chart, has designed a small temperature measurement system, and has written the corresponding procedure code.Using the ultra-low power of the MSP430 microcontroller and the 1-WARE interface mode of the DS18B20, the ultra-low power、simple structure、stable performance and practicality of the whole system is realized.Some primary C430 functions are presented in the IAR Workbench IDE.Key words: temperature detecting system，MSP430F149，DS18B20目录目录第1章引言 (1)1.1课题背景 (1)1.2课题简介 (1)第2章MSP430单片机 (3)2.1 MSP430系列单片机的特点 (3)2.2 MSP430系列的内部结构概述 (5)2.3 MSP430单片机的端口介绍 (9)2.4 MSP430单片机复位电路 (11)2.5 Msp430单片机时钟模块 (11)2.6 MSP430单片机WDT看门狗定时器 (14)2.7 MSP430低功耗结构 (16)2.8 MSP430单片机MSP430定时器 (18)第3章数字温度传感器 (20)3.1 DS18B20的特性 (20)3.2 DS18B20的外形和内部结构 (21)3.3 DS18B20工作原理 (22)3.4 高速暂存存储器 (24)3.5 DS18B20的应用电路 (26)第4章温度测试系统 (30)4.1 单片机电路 (31)4.2 电源电路和复位电路 (34)4.3 单片机与液晶模块的接口设计 (35)4.4 MSP430F149单片机与DS18B20的接口设计 (37)4.4.1 接口电路设计 (37)4.4.2 软件设计 (38)4.4.3 DS1820使用中注意事项 (38)4.5 系统软件设计 (39)参考文献 (42)电子科技大学学士学位论文致谢 (43)附录一 (44)附录二 (45)附录三 (57)外文资料原文 (63)中文译文 (68)第1章引言第1章引言1.1课题背景温度是一种最基本的环境参数，人民的生活与环境的温度息息相关，在工业生产过程中需要实时测量温度，在农业生产中也离不开温度的测量，因此研究温度的测量方法和装置具有重要的意义。
基于双MSP430芯片的光纤陀螺精密温控系统设计
基于双MSP430芯片的光纤陀螺精密温控系统设计
刘云
【期刊名称】《科技广场》
【年(卷),期】2014(000)011
【摘要】光纤陀螺漂移的稳定性与温度之间存在很大关联，温度场的不均匀将影响光源稳定性等参数，从而引起陀螺漂移；同时由于环境温度不均匀也会造成陀螺参数标定测试结果不准确。
因此设计精密温控系统来保障光纤陀螺等精密惯性元件的工作环境，对于提高陀螺精度具有重要的实际意义。
本文以实际工程为背景，设计光纤陀螺仪温度控制系统，以模块化的设计实现工作环境温度的精密控制。
本系统具有较强的通用性，模块化的设计可使系统便于安装和调试，最终能够使系统测温精度达到要求。
【总页数】6页(P116-121)
【作者】刘云
【作者单位】海军驻昆明地区军事代表室，云南昆明 650000
【正文语种】中文
【中图分类】TP273
【相关文献】
1.基于MSP430单片机和CH376接口芯片的U盘方式心率失常记录仪存储系统设计 [J], 姬军;曾维佳;袁青;王云龙
2.基于MSP430单片机的温控系统设计 [J], 汪宏武
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基于单片机和LabVIEW的温湿度监测系统设计
摘要：利用单片机和虚拟仪器LabVIEW在PC端设计了温湿度测量及控制系统，用于温湿度数据监测。
该系统上位机为PC端监控界面，下位机为单片机，单片机采集温湿度数据，并将采集到的数据通过串口发送给监控界面进行监测和管理。
该监测系统具有开发成本低、功耗低、性能稳、电路简单等优点。
关键词：温湿度采集；DHT11；LabVIEW；单片机0引言随着技术的发展，温湿度测量应用到了工作和生活的方方面面，温湿度监测系统的应用也愈加广泛。
目前，基于虚拟仪器的监控与数据采集系统的设计主要依赖于价格昂贵的数据采集卡，系统开发和应用成本高。
LabVIEW是美国国家仪器（NI）公司研制开发的一款图形化编程开发环境，本文基于单片机和LabVIEW 平台实现了温湿度实时监测系统的设计。
单片机和温湿度传感器构成下位机系统，以串口通信方式将采集的数据发送至上位机PC端LabVIEW平台，实现温湿度数据实时采集、温湿度趋势图绘制、门限报警、历史数据存储，并对数据进行精细化管理。
该监测系统快速有效，开发成本低，非常适合日常使用。
1统设计思路该系统下位机控制核心为STC89C52，温湿度传感器DHT11采集温湿度信号，液晶显示屏LCD1602显示系统信息。
系统设置报警电路，用户可自行设定报警阈值，当温度或湿度超过设定值时则启动报警。
上位机采用LabVIEW编写程序，单片机与其通过串口进行通信，实现系统温湿度数据的实时测量、监控、存储及统计分析。
LabVIEW图形化编程人机交互界面友好，开发成本低，简单易行，功能可靠。
系统结构如图1所示。
2硬件电路设计2.1 下位机硬件电路设计下位机单片机控制系统硬件电路包括：温湿度传感器DHT11电路、LCD1602显示电路、声光报警电路和键盘电路，本文在此只阐述温湿度传感器DHT11的电路设计。
DHT11只需要占用单片机一个I/O口即可完成连接。
如图2所示，DHT11的供电电压为3.5～5.5 V，其1脚接VCC，2脚接单片机的I/O口，3脚悬空，4脚接GND。
基于MSP430单片机的温度和瓦斯报警系统的设计
２００８正第８期仪表技术与传感器ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＴｅｃｈｎｉｑｕｅａｎｄＳｅｎｓｏｒ２００８Ｎｏ．８基于ＭＳＰ４３０单片机的温度和瓦斯报警系统的设计赵娜，宋文爱（中北大学教育部仪器科学与动态测试重点实验室，山西太原０３００５１）摘要：文中设计提出了一种基于ＭＳＰ４３０单片机的瓦斯和温度报警系统。
煤矿开采中生产环境十分恶劣。
针对矿工井下工作的不安全因素，设计了在头盔上集成实时监测系统。
该系统通过单片机控制温度、瓦斯传感器，实现对井下温度、瓦斯浓度实时采集、处理，并＂－３所测温度和瓦斯浓度超过设定的报警上、下限时自动报警，使矿工能够及时脱离危险。
该系统具有小型化、成本低等特点，能达到矿工每人携带一个的要求。
测试证明，该系统工作稳定，能达到实时监测的功能。
关键词：ＭＳＰ４３０；数字温度传感器；ＤＳｌ８８２０；瓦斯浓度中图分类号：ＴＰ２７７文献标识码：Ａ文章编号：１００２—１８４１（２００８）０８—００４９—０２ＤｅｓｉｇｎｏｆＡｌａｒｍＳｙｓｔｅｍｏｆＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄＧａｓＢａｓｅｄＯｉｌＭＳＰ４３０ＺＨＡＯＮａ，ＳＯＮＧＷｅｎ—ａｉ（ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＤｙｎａｍｉｃＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，ＮｏｒｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎａ，Ｔａｉｙｕａｎ０３００５１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｅｄａｎａｌａｒｍｓｙｓｔｅｍｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｇａｓｂａｓｅｄｏｎＭＳＰ４３０．Ｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｉｓｖｅｒｙｂａｄｉｎｔｈｅｃｏａｌｍｉｎｉｎｇ．Ｆｏｒｔｈｅｉｎｓｅｃｕｒｅｆａｃｔｏｒｏｆｗｏｒｋｉｎｇｉｎｔｈｅｃｏａｌ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｇａｖｅｔｈｅｈｅｌｍｅｔｓｙｓｔｅｍｔｈａｔＣａｌｌｍｏｎｉｔｏｒｔｉｍｅｌｙ．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｃａｎｃｏｎｔｒｏｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｅｎｓｏｒａｎｄｔｈｅｇａｓｓｅｎｓｏｒｔｈｍｕｇｈｓｉｎｇｌｅ－ｃｈｉｐｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ，ａｎｄｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｇａｓｄｅｎ－ｓｉｔｙｃａｎｂｅｇａｔｈｅｒｅｄａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｅｄｔｉｍｅｌｙ．Ｗｈｅｎｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｇａｓｄｅｎｓｉｔｙｅｘｃｅｅｄｔｈｅａｌａｒｍｌｉｍｉｔａｔｉｏｎ，ｉｔｗｉｌｌｍａｋｅａｎａ—ｌａｍａｔｈａｔｃａｎｍａｋｅｍｉｎｅｒｇｅｔｏｕｔｏｆｄａｎｇｅｒａｓｓｏｏｎａｓｐｏｓｓｉｂｌｅ．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｈａｓｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｍｉｎｉａｔｕｒｅａｎｄｌｏｗｃｏｓｔ，ｗｈｉｃｈｃａｎｒｅａｃｈｔｈｅｒｅｑｕｅｓｔｔｈａｔｅｖｅｒｙｍｉｎｅｒｈａｓｏｎｅ．Ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｙｓｔｅｍｉｓｓｔａｂｌｅ，ａｎｄＣａｎｍｏｎｉｔｏｒｔｉｍｅｌｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＭＳＰ４３０；ｄｉｇｉｔａｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｅｎｓｏｒ；ＤＳｌ８８２０；ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｇａｓ１监控系统的组成及工作原理根据小型化、实时监测等要求，系统利用ＭＳＰ４３０单片机及其外围电路完成对ＤＳｌ８８２０单总线数字温度传感器和ＭＪＣＡ／３．０Ｌ瓦斯传感器的控制和数据转换。
基于LabVIEW 和单片机的报警温度监测系统的设计
⑧上位机可将测试的数据（包含时间、当前温度测量值和上下限值）保存成.xls 表格。 命名为 History，保存位置为系统 C 盘。（即 c:\History.xls）
图 3.2.5 M 判断否，H 判断否，L 判断真，数据传给全局变量
5
3.3 串口数据写
图 3.3.1 OK Button 确认写操作
采用 Case 结构。输入温度上下限，确认是否按下设置按钮以进行相应的操作，若按下 按钮，则先对输入的值进行判断，若温度上限大于下限则输入有效，可传递给下位机（保留 小数点后一位）和全局变量（double 型）。若输入温度上限小于或等于下限，则提示“Input error！Please input again”输入操作无效，全局变量即温度上下限值不变。如下图所示。
1 系统功能
该系统由基于单片机的温度监测装置和基于 LabVIEW 的上位机程序两部分组成，它们 之间通过串口进行通信。基于单片机的下位机温度监测装置主要实现温度采集、温度显示、 温度报警、温度上下限值设置和串口通信等功能；基于 LabVIEW 的上位机程序主要实现串 口通信、温度显示、温度报警和温度上下限值设置等功能。基于单片机的温度监测装置的硬 件结构设计以 IAP15F2K61S2 单片机为核心，外围电路包括复位电路、温度采集电路、LED 管显示电路、蜂鸣器报警电路、矩阵键盘电路和串口通信电路等。
图 3.2.2 高温判断否，常温判断真，为常温及设置绿色字体
4
图 3.2.3 高温判断否，常温判断否，则为低温及设置蓝色字体
若 K！=M，则判断是否为 H。若 K=H，则表示报警上限。把报警上限值传递给全局变量。
基于LabVIEW的温湿度测控系统设计设计
1.4.2
首章主要介绍了论文的背景以及论文中所涉及到的相关技术的发展现状，梳理论文脉络。尾章则为论文的总结和展望，总结涵盖了对整个研究工作进行的归纳和综合，以及论文尚存在的问题和进一步开展研究的见解与建议。
全文主要章节的主要内容如下：
第二章从总体上介绍温湿度测控系统的结构组成，以及整个系统的工作原理，使读者对本设计先有一个宏观上的认识。
国内虚拟仪器研究的起步较晚，最早的研究也是从引进消化NI的产品开始。但经过多年研究，我国已经在虚拟仪器开发方面形成了自己的特色[6]。我国国民经济的持续快速发展，加快了企业的技术升级步伐，先进仪器设备的需求更加强劲；
虚拟仪器赖以生存的个人计算机最近几年以极高的速度在中国发展，这些都为虚拟仪器在我国的普及奠定了良好的基础。因此，我国的虚拟仪器存在巨大的发展潜力。
虚拟仪器实际上是一个按照仪器需求组织的数据采集系统。虚拟仪器的研究中涉及的基础理论主要有计算机数据采集和数字信号处
LabVIEW[8]（Laboratory Virtual Instrument Engineer Workbench，实验室虚拟仪器工作平台）是美国NI公司推出的一种基于G语言（Graphics Language，图形化编程语言）的、具有革命性的、图形化虚拟仪器开发环境，是业界领先的测试、测量和控制系统的开发工具。
MSP430单片机实现的温度控制
1.1.2 作品功能简介
本作品为温度控制器，利用热电阻温度传感器进行温度检测，并通过设置上下限对温度 进行继电器加电/断电的温度控制，并对当前温度和继电器状态在 LCD 上进行显示。
-1-
第一章 作品概述
1.1 作品基本情况介绍
1.1.1 MSP430G2231 简介
本实例使用芯片为 MSP430G2231，其内部主要资源包括：低功耗 16 位 MSP430 微处理 器；2KB 的 Flash 存储器，128B 的 RAM，一个带两路捕获功能的定时器模块 TA2，支持 SPI 和 I2C 通信的通用串行接口 USI，8 通道 10 位 ADC（6 路外部输入+1 路内部温度传感 器+1 路内部电压），LF、DCO、VLO 组成的时钟系统，10 个通用 IO 口（P1.0~P1.7，P2.6， P2.7）。
图 1.1 系统硬件结构
-3-
1.2.2 系统软件结构
本实例软件结构较为简单，如图 1.2 所示，系统首先进行初始化，包括进行时钟源选择， 看门狗的关闭，AD 模块和定时器模块的工作方式设置，单片机各 I/O 口的初始化即液晶初 始化和初始显示等工作。在系统初始化完成以后，进入主循环。在主循环以中断方式进行 AD 采样，采样结束唤醒 CPU，每采样八次计算一次平均值并进行采样结果读取和数据处理过 程，主要包括电压电阻和温度值的计算。此过程持续进行直到定时器 1s 定时中断的到来， 在定时中断中，重新写入定时初始值，进行温度比较并根据比较结果控制继电器动作，然后， 刷新 LCD 显示结果，即每一秒钟刷新一次显示结果。
使用LabVIEW进行温度控制实现精确的温度调节和监测
使用LabVIEW进行温度控制实现精确的温度调节和监测在科学研究、实验室操作、工业生产等领域中，温度控制是一项至关重要的任务。
为了实现对温度的精确调节和监测，使用LabVIEW （Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）这一基于图形化编程的软件平台，可以提供便捷、灵活和高效的解决方案。
LabVIEW是一种由美国国家仪器公司（National Instruments）开发的工具软件，它允许用户通过可视化编程来创建控制、测量和测试系统。
借助LabVIEW，用户可以通过拖拽和连接不同的函数块来构建程序，而不需要编写传统的文本代码。
在温度控制的实例中，LabVIEW可以与温度传感器和执行器等硬件设备进行连接，实时获取温度数据并控制传热系统以实现温度调节。
下面将分为三个部分介绍具体的温度控制实现。
1. 温度检测在LabVIEW中，可以通过连接温度传感器，如热电偶或热敏电阻，来实现温度的准确监测。
使用LabVIEW提供的虚拟仪器（Virtual Instrument）和相应的函数模块，用户可以读取传感器输出的模拟信号，将其转换为数字信号，并进行数据处理和显示。
首先，在LabVIEW的开发界面中，用户可以选择合适的传感器接口并建立连接。
然后，通过LabVIEW提供的模块化函数，用户可以设置采样率、传感器类型、数据格式等参数。
接着，用户可以添加数据处理的模块，如滤波器、数据平均等，以提高温度数据的可靠性和抗干扰能力。
最后，利用LabVIEW的图形化界面设计功能，用户可以自定义数据显示的格式，如实时曲线图、数字显示等，便于用户直观地观察和分析温度变化。
2. 温度控制除了温度检测，LabVIEW还可以实现温度的精确调节。
用户可以通过与执行器（如电热器或制冷机）的连接，实时接收温度数据，并根据设定的目标温度进行反馈控制。
在LabVIEW中，用户可以设置温度控制的参数，如比例、积分和微分系数，以及控制周期。
基于MSP430的智能温度检测系统设计
Ｎｏ ６ ． Ｄｅ ．． ０１ ｃ ２ ０
ＭＩ ＣＲＯＰ Ｒ０ＣＥＳ ＳＯＲ Ｓ
基 于 ＭＳ ４ ０的智 能 温度 检测 系统 设 计 Ｐ３
董鹏永 ， 袁盼鑫 ， 牛庆丽
（ 州科 技 学院计算机 系 ， 州 ４０６ ） 郑 郑 ５０４ 摘 要 ： 述 了 一 种 以 ｌ 位 单 片机 ＭＳ４０ １９ 为 控 制 核 心 ， 用 数 字 化 温 度 传 感 器 论 ６ Ｐ３ Ｆ４ 利
文献标 识码 ： Ｂ
文章编号 ：０ ２— ２ ９（０ ０ Ｏ ０ ７ ０ １０ ２ ７ ２ １ ） ６— ０ ５— ４
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Ｄ １ Ｂ ０实现 温度 测量 的智 能 温度检 测 系统 。详 细论述 了该 系统 的硬 件 组 成 和软 件设 计 ， 出 了 Ｓ８２ 给