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基于MSP430的温控系统设计分析
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2017-10-24
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温度的测量和控制在日常生活、生产中广泛应用愈来愈广，在各类民用控制、工业控制以及航空航天技术方面，也有所体现。比如在很多工作场合，元器件工作温度指标达不到工业级或普军级温度要求，为了满足此要求，论文提出了基于MSP430单片机，运用LM35温度传感器开发的温控系统，系统具有体积小、低功耗、可靠性高、低成本的特点。
1 低功耗温控系统方案设计
温控电路由传感器电路、信号调理电路、A／D采样电路、单片机系统、输出控制电路、温度调节电路构成。电路基本工作原理：传感器电路将感受到的温度信号以电压形式输出到信号调理电路，信号经过调理后输入到A／D采样电路，由A／D转换器将数字量值送给单片机系统，单片机系统根据设计的温度要求判断温度调节电路是否投入工作。文中设计时以0℃为判别依据，当温度量值低于或等于0℃时，温度调节电路进行加温通。当温度量值高于0℃时，电路停止工作。
2 低功耗温控系统硬件设计
2．1 传感器电路设计
2．1．1 温度传感器的选择
LM35是National Semiconductor所生产的温度传感器，它具有很高的工作精度和较宽的线性工作范围，LM35比按绝对温标校准的线性温度传感器优越行较好。因而，从使用角度来说，LM35无需外部校准或微调，可以提供±1／4℃的常用温度精度。
1）工作电压：直流4～30 V；
2）工作电流：小于133μA；
3）输出电压：-1．0～+6 V；
4）输出阻抗：1 mA负载时0．1 Ω；
5）精度：0．5℃精度（在+25℃时）；
6）漏泄电流：低功耗，小于60μA；
7）比例因数：线性+10．0 mV／℃；
8）非线性值：±1／4℃；
9）校准方式：直接用摄氏温度校准；
10）封装：密封TO-46晶体管封装或塑料T0～92晶体管封装；
11）使用温度范围：-55～+150℃额定范围。
2．1．2 传感器电路设计
传感器电路采用核心部件是LM35AH，电路如图2所示，电压输出采用差动信号方式，由2、3引脚直接输出，电阻R为18 kΩ普通电阻，D1、D2为1N4148。
1 低功耗温控系统方案设计
温控电路由传感器电路、信号调理电路、A／D采样电路、单片机系统、输出控制电路、温度调节电路构成。电路基本工作原理：传感器电路将感受到的温度信号以电压形式输出到信号调理电路，信号经过调理后输入到A／D采样电路，由A／D转换器将数字量值送给单片机系统，单片机系统根据设计的温度要求判断温度调节电路是否投入工作。文中设计时以0℃为判别依据，当温度量值低于或等于0℃时，温度调节电路进行加温通。当温度量值高于0℃时，电路停止工作。
2 低功耗温控系统硬件设计
2．1 传感器电路设计
2．1．1 温度传感器的选择
LM35是National Semiconductor所生产的温度传感器，它具有很高的工作精度和较宽的线性工作范围，LM35比按绝对温标校准的线性温度传感器优越行较好。因而，从使用角度来说，LM35无需外部校准或微调，可以提供±1／4℃的常用温度精度。
1）工作电压：直流4～30 V；
2）工作电流：小于133μA；
3）输出电压：-1．0～+6 V；
4）输出阻抗：1 mA负载时0．1 Ω；
5）精度：0．5℃精度（在+25℃时）；
6）漏泄电流：低功耗，小于60μA；
7）比例因数：线性+10．0 mV／℃；
8）非线性值：±1／4℃；
9）校准方式：直接用摄氏温度校准；
10）封装：密封TO-46晶体管封装或塑料T0～92晶体管封装；
11）使用温度范围：-55～+150℃额定范围。
2．1．2 传感器电路设计
传感器电路采用核心部件是LM35AH，电路如图2所示，电压输出采用差动信号方式，由2、3引脚直接输出，电阻R为18 kΩ普通电阻，D1、D2为1N4148。
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