毕 业 文 开 题 报 告
1．结合毕业设计（文）课题情况根查阅文献资料撰写2000字左右文献综述：
文 献 综 述
题目背景研究意义
温度工业生产中常见基参数生产程中常需温度进行实时监控通常采单片机完成温度信息存储实时控制检测数字显示提高企业生产效率提升产品质量节约源等重作文设计种温度采集系统选DS18B20数字温度传感器TI公司MSP430FG4618单片机作控制器[1]
采种设计温度采集系统实现温度检测信息存储实时控制数字显示提高企业生产效率节约源资源重作具发展前景[1]
二 温度传感器温度测量国外发展现状
21 温度传感器国外发展现状
温度测量方法通常分两类接触式测温非接触式测温接触式测温基热衡原理测温时感温元件测介质直接接触达热衡时获测物体温度例热电偶热敏电阻膨胀式温度计等属类非接触式测温基热辐射原理电磁原理测温时感温元件直接测介质接触通辐射实现热交换达测量目例红外测温仪光学高温计等[2]
常测温传感器热电偶热电阻导体温度传感器等科学技术发展现集成温度传感器里选DS18B20
集成温度传感器分三类：模拟集成温度传感器模拟集成温度控制器智温度传感器
智式传感器微处理器核扩展外围部件计算机检测系统相般传感器智式传感器显著特点[3]：
1提高传感器精度
智式传感器具信息处理功通软件仅修正种确定性系统误差(传感器输入输出非线性误差服度误差零点误差正反行程误等)适省补偿机误差降低噪声提高传感器精度
2提高传感器性
集成传感器系统型化消传统结构某素改善整系统抗干扰性时诊断校淮数存储功(智结构系统适应功)具良稳定性
3提高传感器性价格
相精度需求功智式传感器单功普通传感器相性价格明显提高尤采较便宜单片机更明显
4促成传感器功化
智式传感器实现传感器参数综合测量扩测量范围定适应力根检测象条件改变相应改变量程反输出数形式具数字通信接口功直接送入远计算机进行处理具种数输出形式(RS232串行输批PIO行输出IEE488总线输出DA转换模拟量输出等)适配种应系统
22 温度测量国外发展现状
然温度测量方法种样情况实际工程现场特殊条件温度测量极限温度高温腐蚀性介质温度气流温度表面温度固体部温度分布微尺寸目标温度空间温度分布生物体温度电磁干扰条件温度测量讲想准确结果非易事需非常熟悉种测量方法原理特点结合测象求选择合适测量方法完成时断探索新温度测量方法改进原测量技术满足种条件温度测量需求[4]
温度度量物体冷热程度物理量工业生产中普遍重热工参数许生产工艺程均求温度进行监视控制特化工食品等行业生产程中温度测量控制直接影响产品质量性传统接触式测温仪表热电偶热电阻等测物质进行充分热交换需定时间达热衡存着测温延迟现象连续生产质量检验中存定局限
目前红外温度仪具方便反应速度快灵敏度高测温范围广实现线非接触连续测量等众优点正逐步推广应表1列出常测温方法特点中红外测温作种常测温技术显示出较明显优势
测温方法
温度传感器
测温范围（℃）
精度
接触式
热电偶
200~1800
02~10
热电偶
50~300
01~05
非接触式
红外测温
50~300
1
示温材料
35~2000
<1
表1常测温方法特点
三课题基技术原理
1 基MSP430温度采集系统结构
系统DS18B20温度传感器MSP430单片机两部分组成系统结构框图图1示：
DS18B20温度传感器
MSP430单片机
报警模块
键输入模块
LCD显示模块
电源复位模块
图1 温度采集系统结构框图
述模块功：
传感器：测非电量温度转换成电信号温度传感器种类热电偶热电阻热敏电阻等里选DS18B20集成温度传感器
MSP430微处理器：实现传感器输入数字信号进行存储控制显示等功
键输入模块：应软件程序确定报警启动限温度限温度
电源复位模块：整系统提供电源复位信号
报警模块：测温度超设定限温度限温度时启动蜂鸣器报警
LCD显示模块：显示前测温度值
2 温度传感器选型
21 温度传感器选型
设计选DS18B20温度传感器作种数字化温度传感器DS18B20测温时需外部元件直接输出9~12位（含符号位）测温度值测温范围55Ǜ~+125℃10~+85℃范围测量精度±05℃输出测量分辨率谓高达00625℃支持单线总线技术仅需占通IO端口完成单片机通信现场温度直接单线总线数字方式传输提高系统抗干扰力传感器DS18B20具体积更精度更高适电压更宽采线总线组网等优点实际应中取良测温效果[5]
22 DS18B20部结构脚分布
DS18B204部分组成：64位ROM温度传感器非挥发温度报警触发器THTL配置寄存器图2 示ROM作DS18B20相样实现根总线挂DS18B20目高低温报警触发器THTL配置寄存器均字节EEPROM组成存储器功命令THTL配置寄存器写入[6]
64位ROM
单线端口
存储器逻辑控制
暂存器
8位CRC产生器
温度传感器
限触发TH
限触发TL
电源检测
VDDD
DQ
图2 DS18B20部结构
DS18B20数字温度计9位数字量形式反映器件温度值DS18B20通单线接口发送接收信息中央微处理器DS18B20间仅需条连接线（加线）读写温度转换电源数线身获需外部电源DS18B20独特片序列号DS18B20时连接根单线总线样温度传感器放许方特性HVAC环境控制探测建筑物仪器机器温度程监控控制等方面非常[7]
GND：接
DQ：数输入输出脚单线操作：漏极开路
VDD：选VDD脚
3 MSP430简介功特性
31 MSP430简介
MSP430系列单片机美国德州仪器（TI）1996年开始推市场种16位超低 功耗具精简指令集（RISC）混合信号处理器(Mixed Signal Processor)称混合信号处理器针实际应需求功模拟电路数字电路模块微处理器集成芯片提供单片解决方案该系列单片机应需电池供电便携式仪器仪表中[8]
32 MSP430功特性[916]
低电源电压范围：18V36V
超低功耗：动模式：400微安1MHz22V
机模式：25微安
关闭模式（RAM保持）：035微安
5种省电模式机唤醒6us 表2
模式
状态
低功耗模式0 LPM0
CPU关闭ACLKSMCLK信号活动MCLK停止
低功耗模式1 LPM1
CPU关闭ACLKSMCLK信号活动MCLK停止没外围模块DCO发生器关闭
低功耗模式2 LPM2
CPU关闭MCLKSMCLK停止ACLK保持活动 DCO发生器保持活动
低功耗模式3 LPM3
CPU关闭 MCLKSMCLK停止DCO发生器停止 ACLK保持活动
低功耗模式4 LPM4
CPU关闭 MCLKSMCLK停止ACLK停止DCO发生器停止晶体振荡器停
表2 MSP4305种省电模式
16位RISC架构扩展存125ns指令周期时间
三通道部DMA
12位AD转换器具部参考采样保持动扫描功
电源电压监控器编程电检测
串行通信接口（USART1）选择异步UART步SPI软件三配置运算放器
FALSH存储模块特点：
编程位字节字操作
通JTAGBSLISP进行编程
18V~36V工作电压27~36V编程电压
数保持时间10年100年等
编程次数100 100000次
60K空间编程时间<5秒
保密熔丝烧断恢复JTAG进行访问
FALSH 编程擦时间部硬件控制需软件干涉
参考文献：
[1]王晓银基MSP430F149单片机温度监测系统设计[期刊文]微计算机信息2006(22)
[2]姜忠良陈秀云温度测量控制[M]北京清华学出版社2005：26~27
[3]金永贤智化电子产品低功耗设计[J]华东交通学学报200l18(1)：1516．
[4]叶湘滨熊飞丽等传感器测试技术[M]北京：国防工业出版社2008：285~28
[5]陈跃东DS18B20集成温度传感器原理应2002(4)
[6]Teaxs Instrument Inc MSP430xlxx family user＇s guide 2007
[7] 周云波DS18B20单线数字温度计构成单线点温度测量系统1996(2)
[8]祖静新概念动态测试动态测试技术专题2006
[9]秦龙MSP430单片机常模块综合系统实例精讲2007
[10]TeaxslnstrumentIncMSP430x15xMSP430x16xMSP430x161xmixedsignalmicrocontroller 2007
[11]张文栋存储测试系统设计理应2004
[12]沈建华杨艳琴翟骁曙MSP430系列16位超低功耗单片机原理应2008
[13]魏龙MSP430系列单片机接口技术系统设计实例2002
[14]Teaxs Instrument Inc MSP430F16X161Xdeviceerrata Sheet 2007
[15]胡MSP430系列单片机C语言程序设计开发2003
[16]魏龙MSP430系列单片机接口技术系统设计实例2002
２．课题研究解决问题采研究手段（途径）：
．课题研究问题：
设计温度采集显示系统1 设计MSP430单片机工作系统外围模块电路2 学DS18B20温度传感器单总线协议 3 调试功模块程序该系统够测量显示温度值4 检测系统功耗
二．课题拟采研究手段：
拟设计研究方案框图图3示
DS1B20传感器
Msp430单片机
时钟
复位系统
电源系统
LED显示报警
图3 方案总体设计框图
该方案选DS18B20作温度传感器MSP430控制器温度值显示LCD显示屏传感器根温度变化输出定模拟数字信号该信号进入MSP430中程需系统定时器定频率控制断循环运行达实时采集目采集温度值存储FLASH中LCD液晶显示屏温度显示出必时候报警
三．相关软件环境开发台
软件台：电路原理图PCB板图制作软件PROTEL 99SEMSP430相关软件编程环境 IAR
硬件台：万表示波器计算机等
毕 业 文 开 题 报 告
指导教师意见：
X学通检索量温度传感器温度测量电路相关文资料课题研究背景研究意义国外研究现状相关理基解
设计拟采MSP430芯片完成温度测量时涉单片机系统低功耗设计开题报告书写条理清晰思路明朗结构紧凑着重点
该方案合理行意开题
指导教师：
年 月 日
系审查意见：
系：
年 月 日
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1．结合毕业设计（文）课题情况根查阅文献资料撰写2000字左右文献综述：
文 献 综 述
题目背景研究意义
温度工业生产中常见基参数生产程中常需温度进行实时监控通常采单片机完成温度信息存储实时控制检测数字显示提高企业生产效率提升产品质量节约源等重作文设计种温度采集系统选DS18B20数字温度传感器TI公司MSP430FG4618单片机作控制器[1]
采种设计温度采集系统实现温度检测信息存储实时控制数字显示提高企业生产效率节约源资源重作具发展前景[1]
二 温度传感器温度测量国外发展现状
21 温度传感器国外发展现状
温度测量方法通常分两类接触式测温非接触式测温接触式测温基热衡原理测温时感温元件测介质直接接触达热衡时获测物体温度例热电偶热敏电阻膨胀式温度计等属类非接触式测温基热辐射原理电磁原理测温时感温元件直接测介质接触通辐射实现热交换达测量目例红外测温仪光学高温计等[2]
常测温传感器热电偶热电阻导体温度传感器等科学技术发展现集成温度传感器里选DS18B20
集成温度传感器分三类：模拟集成温度传感器模拟集成温度控制器智温度传感器
智式传感器微处理器核扩展外围部件计算机检测系统相般传感器智式传感器显著特点[3]：
1提高传感器精度
智式传感器具信息处理功通软件仅修正种确定性系统误差(传感器输入输出非线性误差服度误差零点误差正反行程误等)适省补偿机误差降低噪声提高传感器精度
2提高传感器性
集成传感器系统型化消传统结构某素改善整系统抗干扰性时诊断校淮数存储功(智结构系统适应功)具良稳定性
3提高传感器性价格
相精度需求功智式传感器单功普通传感器相性价格明显提高尤采较便宜单片机更明显
4促成传感器功化
智式传感器实现传感器参数综合测量扩测量范围定适应力根检测象条件改变相应改变量程反输出数形式具数字通信接口功直接送入远计算机进行处理具种数输出形式(RS232串行输批PIO行输出IEE488总线输出DA转换模拟量输出等)适配种应系统
22 温度测量国外发展现状
然温度测量方法种样情况实际工程现场特殊条件温度测量极限温度高温腐蚀性介质温度气流温度表面温度固体部温度分布微尺寸目标温度空间温度分布生物体温度电磁干扰条件温度测量讲想准确结果非易事需非常熟悉种测量方法原理特点结合测象求选择合适测量方法完成时断探索新温度测量方法改进原测量技术满足种条件温度测量需求[4]
温度度量物体冷热程度物理量工业生产中普遍重热工参数许生产工艺程均求温度进行监视控制特化工食品等行业生产程中温度测量控制直接影响产品质量性传统接触式测温仪表热电偶热电阻等测物质进行充分热交换需定时间达热衡存着测温延迟现象连续生产质量检验中存定局限
目前红外温度仪具方便反应速度快灵敏度高测温范围广实现线非接触连续测量等众优点正逐步推广应表1列出常测温方法特点中红外测温作种常测温技术显示出较明显优势
测温方法
温度传感器
测温范围（℃）
精度
接触式
热电偶
200~1800
02~10
热电偶
50~300
01~05
非接触式
红外测温
50~300
1
示温材料
35~2000
<1
表1常测温方法特点
三课题基技术原理
1 基MSP430温度采集系统结构
系统DS18B20温度传感器MSP430单片机两部分组成系统结构框图图1示：
DS18B20温度传感器
MSP430单片机
报警模块
键输入模块
LCD显示模块
电源复位模块
图1 温度采集系统结构框图
述模块功：
传感器：测非电量温度转换成电信号温度传感器种类热电偶热电阻热敏电阻等里选DS18B20集成温度传感器
MSP430微处理器：实现传感器输入数字信号进行存储控制显示等功
键输入模块：应软件程序确定报警启动限温度限温度
电源复位模块：整系统提供电源复位信号
报警模块：测温度超设定限温度限温度时启动蜂鸣器报警
LCD显示模块：显示前测温度值
2 温度传感器选型
21 温度传感器选型
设计选DS18B20温度传感器作种数字化温度传感器DS18B20测温时需外部元件直接输出9~12位（含符号位）测温度值测温范围55Ǜ~+125℃10~+85℃范围测量精度±05℃输出测量分辨率谓高达00625℃支持单线总线技术仅需占通IO端口完成单片机通信现场温度直接单线总线数字方式传输提高系统抗干扰力传感器DS18B20具体积更精度更高适电压更宽采线总线组网等优点实际应中取良测温效果[5]
22 DS18B20部结构脚分布
DS18B204部分组成：64位ROM温度传感器非挥发温度报警触发器THTL配置寄存器图2 示ROM作DS18B20相样实现根总线挂DS18B20目高低温报警触发器THTL配置寄存器均字节EEPROM组成存储器功命令THTL配置寄存器写入[6]
64位ROM
单线端口
存储器逻辑控制
暂存器
8位CRC产生器
温度传感器
限触发TH
限触发TL
电源检测
VDDD
DQ
图2 DS18B20部结构
DS18B20数字温度计9位数字量形式反映器件温度值DS18B20通单线接口发送接收信息中央微处理器DS18B20间仅需条连接线（加线）读写温度转换电源数线身获需外部电源DS18B20独特片序列号DS18B20时连接根单线总线样温度传感器放许方特性HVAC环境控制探测建筑物仪器机器温度程监控控制等方面非常[7]
GND：接
DQ：数输入输出脚单线操作：漏极开路
VDD：选VDD脚
3 MSP430简介功特性
31 MSP430简介
MSP430系列单片机美国德州仪器（TI）1996年开始推市场种16位超低 功耗具精简指令集（RISC）混合信号处理器(Mixed Signal Processor)称混合信号处理器针实际应需求功模拟电路数字电路模块微处理器集成芯片提供单片解决方案该系列单片机应需电池供电便携式仪器仪表中[8]
32 MSP430功特性[916]
低电源电压范围：18V36V
超低功耗：动模式：400微安1MHz22V
机模式：25微安
关闭模式（RAM保持）：035微安
5种省电模式机唤醒6us 表2
模式
状态
低功耗模式0 LPM0
CPU关闭ACLKSMCLK信号活动MCLK停止
低功耗模式1 LPM1
CPU关闭ACLKSMCLK信号活动MCLK停止没外围模块DCO发生器关闭
低功耗模式2 LPM2
CPU关闭MCLKSMCLK停止ACLK保持活动 DCO发生器保持活动
低功耗模式3 LPM3
CPU关闭 MCLKSMCLK停止DCO发生器停止 ACLK保持活动
低功耗模式4 LPM4
CPU关闭 MCLKSMCLK停止ACLK停止DCO发生器停止晶体振荡器停
表2 MSP4305种省电模式
16位RISC架构扩展存125ns指令周期时间
三通道部DMA
12位AD转换器具部参考采样保持动扫描功
电源电压监控器编程电检测
串行通信接口（USART1）选择异步UART步SPI软件三配置运算放器
FALSH存储模块特点：
编程位字节字操作
通JTAGBSLISP进行编程
18V~36V工作电压27~36V编程电压
数保持时间10年100年等
编程次数100 100000次
60K空间编程时间<5秒
保密熔丝烧断恢复JTAG进行访问
FALSH 编程擦时间部硬件控制需软件干涉
参考文献：
[1]王晓银基MSP430F149单片机温度监测系统设计[期刊文]微计算机信息2006(22)
[2]姜忠良陈秀云温度测量控制[M]北京清华学出版社2005：26~27
[3]金永贤智化电子产品低功耗设计[J]华东交通学学报200l18(1)：1516．
[4]叶湘滨熊飞丽等传感器测试技术[M]北京：国防工业出版社2008：285~28
[5]陈跃东DS18B20集成温度传感器原理应2002(4)
[6]Teaxs Instrument Inc MSP430xlxx family user＇s guide 2007
[7] 周云波DS18B20单线数字温度计构成单线点温度测量系统1996(2)
[8]祖静新概念动态测试动态测试技术专题2006
[9]秦龙MSP430单片机常模块综合系统实例精讲2007
[10]TeaxslnstrumentIncMSP430x15xMSP430x16xMSP430x161xmixedsignalmicrocontroller 2007
[11]张文栋存储测试系统设计理应2004
[12]沈建华杨艳琴翟骁曙MSP430系列16位超低功耗单片机原理应2008
[13]魏龙MSP430系列单片机接口技术系统设计实例2002
[14]Teaxs Instrument Inc MSP430F16X161Xdeviceerrata Sheet 2007
[15]胡MSP430系列单片机C语言程序设计开发2003
[16]魏龙MSP430系列单片机接口技术系统设计实例2002
２．课题研究解决问题采研究手段（途径）：
．课题研究问题：
设计温度采集显示系统1 设计MSP430单片机工作系统外围模块电路2 学DS18B20温度传感器单总线协议 3 调试功模块程序该系统够测量显示温度值4 检测系统功耗
二．课题拟采研究手段：
拟设计研究方案框图图3示
DS1B20传感器
Msp430单片机
时钟
复位系统
电源系统
LED显示报警
图3 方案总体设计框图
该方案选DS18B20作温度传感器MSP430控制器温度值显示LCD显示屏传感器根温度变化输出定模拟数字信号该信号进入MSP430中程需系统定时器定频率控制断循环运行达实时采集目采集温度值存储FLASH中LCD液晶显示屏温度显示出必时候报警
三．相关软件环境开发台
软件台：电路原理图PCB板图制作软件PROTEL 99SEMSP430相关软件编程环境 IAR
硬件台：万表示波器计算机等
毕 业 文 开 题 报 告
指导教师意见：
X学通检索量温度传感器温度测量电路相关文资料课题研究背景研究意义国外研究现状相关理基解
设计拟采MSP430芯片完成温度测量时涉单片机系统低功耗设计开题报告书写条理清晰思路明朗结构紧凑着重点
该方案合理行意开题
指导教师：
年 月 日
系审查意见：
系：
年 月 日
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