基于MSP430单片机的温湿度检测模块设计-开题报告-文献综述-参考文献

温湿度测量的前端是温度与湿度传感器。

温度传感器大致可分为非接触式和接触式两大类。接触式的温度传感器是通过传感器本身与被测物体的直 接接触来测量物体的温度，常见的有热电偶、热敏电阻、铂热电阻、双金属片、光纤、半导体、磁性等温度传感器。非接触式的温度传感器则是通过监测物体热辐射 发出的红外线或光来测量物体的温度，常见的有量子转换型和热红外线型。温度传感器的发展大致经历了以下三个阶段。

    1.传统的分立式温度传感器(含敏感元件)

    传统的热电偶、热电阻、热敏电阻及半导体温度传感器，均属于分立式温度传感器，传感器本身就是一个完整的、独立的感温元件。

    2.模拟集成温度传感器/控制器

    集成传感器是采用硅半导体集成工艺而制成的，因此也称硅传感器或单片集 成传感器。模拟集成温度传感器是在20世纪80年代问世的.它是将温度传感器 集成在一个芯片上，可完成温度测量及模拟信号输出功能的专用lC，它属于最简单的一种集成温度传感器。

    3.智能温度传感器

    智能温度传感器(亦称数字温度传感器)是在20世纪90年代中期问世的。 智能温度传感器是微电子技术、计算机技术和自动测试技术（ATE）的结晶，它也是集成温度传感器领域中最具活力和发展前途的一种新产品。

湿度传感器产品及湿度测量属于90年代兴起的行业。湿度传感器主要分为电阻式和电容式两种，产品的基本形式都是在基片上涂覆感湿材料形成感湿膜。空气中的水蒸汽吸附在感湿材料上后，元件的阻抗、介质常数发生很大的变化，从而制成湿敏元件。湿敏电阻的优点是灵敏度高，主要缺点是线性度和产品的互换性差。湿敏电容一般是用高分子薄膜电容制成的。当环境湿度发生改变时，湿敏电容的介电常数发生变化，使其电容量也发生变化，其电容变化量与相对湿度成正比。湿敏电容的主要优点是灵敏度高、产品互换性好、响应速度快、湿度的滞后量小、便于制造、容易实现小型化和集成化。在湿度传感器研究方面处于国际领先地位，主要有日本和欧美等发达国家，传感器可实现全湿范围测量，精度在±2%RH。而国内湿度传感器研究开始比较晚，且研究单位远比生产厂家多，主要的研制与开发传感器方向是陶瓷类、电解质类以及高分子类。

课题研究背景及意义

温度、湿度和人们的生产、生活有着密切的关系，同时也是工业生产中最常见最基本的工艺参数。在生产中很多地方需要使用到各种精密的设备，这些设备的精密度高、价格昂贵，但特别容易受周围环境影响；为了保证产品的质量及设备的使用寿命，因而对其周围环境的非常苛刻，如在一些洁净厂房的加工车间普遍对温度、湿度的要求非常严格，且需要监检的空间分布节点数量较多。所以研制快速，准确，且低成本的温湿度检测系统具有重要意义。

课题目的及主要研究内容

目的：

设计一款检测模块能满足洁净厂房等场合对温湿度检测的应用要求，同时满足高精度、低成本、小型化等要求。

主要设计检测指标如下:

测温范围:一20℃一100℃；精度:士0.3℃@25℃

测湿范围:0一100%RH；精度:士2%RH@25℃

主要研究内容：

经了解，目前国内设计中高端温湿度检测仪表内部大多采用的核心检测电路方案为：

1、一体化温湿度芯片+单片机

2、金属热电阻温度+湿敏电容+单片机

3、集成温度传感器+湿敏电容+单片机

经过比较，方案一虽电路设计简便，但成本高；方案二 温湿度采集电路所需外围元器件较多；所以从成本、量产化、小型化等方面综合考虑，本课题选择方案三来设计，但同时也需要对其中电容量采样电路做简化才能符合设计目的，通过查阅多种文献及芯片手册，确定了电路设计方案可行。本文将介绍以MSP430系列单片机MSP430G2553为核心，结合集成模拟温度传感器TMP20及湿敏电容HS1101来实现高精度、低成本的温湿度检测模块的软硬件设计方法；充分利用430单片机片上比较器与定时器等资源工作特性来实现对温湿度传感器AD采样、及对电容量采样电路的大大简化，从而提高了整体设计的可靠性。

四、^范文提纲

1 绪论

1.1课题背景

1.2目的意义

2 总体方案设计

2.1 温度传感器选择

2.2 湿度传感器选择

2.3 单片机选择

3 硬件电路设计

3.1. 单片机电路

3.2. 温度采集电路

3.3 湿度采集电路

3.4 电源电路

3.5 扩展电路

4 软件程序设计

4.1. 主程序

4.2. 温度采样处理子程序

4.3 湿度采样处理子程序

4.4 通讯处理子程序

5. 结论

五、参考文献

[1] 胡大可. MSP430系列FLASH型超低功耗16位单片机 [M]. 北京：北京航空航天大学出版社. 2001

[2] 胡大可.MSP430系列单片机C语言程序设计与开发[M].北京：北京航空航天大学出版社.2003

[3] 周乐安. 基于MSP430单片机温湿度控制器 [J]. 四川兵工学报, 2008, 第2期:113-114 

[4] 陈永利 等. 粮食仓库温湿度检测系统 [J]. 仪器仪表学报 , 2003, 第z1期:305-306 

[5] 马江涛. 单片机温度控制系统的设计及实现 [J]. 计算机测量与控制, 2004, 第12期:1219-1221 

[6] 朱星玥,季仁东,沈令斌,张林,赵志敏. 基于msp430单片机的温湿度监测系统