利用MSP430內(nèi)嵌溫度傳感器的系統(tǒng)方案

MSP430對于很多傳感器領(lǐng)域的工程師來說，不會陌生。MSP430微控制器的諸多系列中都有內(nèi)嵌的溫度傳感器。本文將提出一種利用此傳感器溫度報警系統(tǒng)的設(shè)計方案。

首先先簡單了解一下MSP430微控制器。此款微處理器是一款具有豐富片上外圍的強大功能的超低功耗16位混合信號處理器，其中包括一系列的器件，可以應(yīng)用在不同的場合。MSP430與MCS-51的一個顯著不同就是它在片內(nèi)集成了模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)模塊，使得A/D轉(zhuǎn)換得以容易的實現(xiàn)，其中在MSP430的13x、14x、43x、44x系列器件中，都有內(nèi)嵌的溫度傳感器。它的輸出送入ADC12模塊的通道10，然后對其進行A/D轉(zhuǎn)換，進而可以測量芯片內(nèi)的溫度。在本告警系統(tǒng)中就是采用這個溫度傳感器的輸出來實現(xiàn)溫度的實時告警。

那么，如何利用MSP430?其方案又會是怎樣的呢？其實ADC12模塊的通道10對芯片的溫度進行測量，當(dāng)測量溫度高于或者低于預(yù)設(shè)告警值時，便通過I/O端口的輸出來驅(qū)動LED，顯示告警狀態(tài)。芯片在整個過程中處于低功耗模式。本系統(tǒng)的原理比較簡單，上圖給出了相應(yīng)的原理圖。

其次，MSP430內(nèi)嵌的溫度傳感器實際上就是一個輸出電壓隨環(huán)境溫度而變化的溫度二極管，下面的表很直觀的顯示出了它的一些基本電氣特性。按照TI公司提供的資料，這個溫度二極管輸出的電壓和對應(yīng)的溫度近似成簡單的線性關(guān)系。所測溫度可由的公式(1)求出：

其中，T：測量到溫度，單位℃；

VST ：ADC模塊的通道10測量到的電壓，單位mV；

V0℃ ：0℃時傳感器的輸出的電壓，單位mV；

TC SENSOR ：傳感器的傳感電壓，即輸出電壓隨溫度的變化情況，單位mV/℃。數(shù)值上等于溫度每升高1℃，增加的輸出電壓。

對于12位的ADC模塊，VST可以通過下面的A/D轉(zhuǎn)換公式求得：

(2)

其中，ADC12CH10：通道10所測得的溫度傳感器的12位A/D值；

VR+：正參考電壓，可以取內(nèi)部參考VREF+ 、AVcc或者外部參考VeREF+ ，單位mV；

VR-：負(fù)參考電壓，單位mV。通常取VR-=AVss，在這種情況下，求VST的公式進一步簡化為：