《单片机实训》报告题目：温度采集和控制系统
学生姓名：
学号：
专业班级：
温度采集和控制系统
一、实训目标
开发基于单片机的完整硬件系统，从项目总体设计开始，经过原理图设计、PCB版图绘制、制版、焊接、调试到最终样品的完成等详细的流程。基于MSP430的采集显示和控制系统设计
选题1：温度采集和控制系统
（1）LED显示系统运行状态；
（2）外接锂电池供电，设计的系统具有低功耗特点；
（3）使用AD采集电池电压，并且在OLED显示；
（4）采集温度数据，实时OLED显示；
（5）具有OLED显示屏显示功能，显示测量的温度，电池电压；
（6）根据温度传感器测量的温度，输出PWM控制直流电机的转速，模拟智能温控风扇。
二、已经完成的工作
2.1 MSP430单片机学习
通过线上学习已掌握MSP430芯片的结构、外设模块、CCS编程过程等基本知识。
2.2 硬件设计
（1）硬件系统方案设计
绘制出总体设计结构框图，写出了各模块实现的功能和各模块之间的连接机理。
（2）Altium Designer软件原理图绘制部分学习
学会了使用AD软件和立创eda，掌握了原理图绘制的规范并形成文档。
（3）系统原理图绘制
通过查阅资料了解连接机理并绘制出各模块原理图。
（4）Altium Designer软件PCB图绘制部分学习
掌握了PCB绘制的规范和布局、连线原则并形成文档。
（5）系统PCB图绘制
绘制简单芯片的PCB封装，为芯片导入PCB封装，绘制系统的PCB图，进行规则检查，丝印层添加班级姓名。
2.3 硬件调试和软件设计
（1）CCS安装和使用
安装完成CCS并学会使用。
（2）程序设计规范学习
掌握程序设计规范并形成文档。
（3）MSP430单片机编程学习
学习编写完成整个系统的程序。
（4）焊接调试PCB板
焊接电源模块，测输出电压2.9V，焊接核心芯片和外围模块并调试成功。
2.4 整理报告
报告和实习日记已整理完成。
三、硬件系统设计
3.1硬件系统方案框图及介绍
（1）系统结构框图
图1 系统结构框图
（2）各模块功能
1）单片机模块模块电源图片
本系统整体工作主要由单片机程序控制实现，因此此模块为核心模块。MSP430G2 系列单片机在秉承MSP430 超低功耗，高集成度的优点的同时，具有高性价比的特点。该系列被称为ValueLine，旨在以8 位单片机的价格实现16 位单片机的性能。因此我们使用MSP430G2553单片机。
2）温度测量模块
由MSP430控制温度传感器DS18B20实时测量环境中的温度，以便后续显示和控制电机。我们采用DALLAS公司DS18B20的单总线数字化温度传感器，测温范围为-55℃~125℃，可编程为9位~12位A/D转换精度，测温分辨率达到0.0625℃，采用寄生电源工作方式，CPU只需一根口线便能与DS18B20通信，占用CPU口线少，可节省大量引线和逻辑电路。
3）OLED显示模块
用于实时显示测量环境中的温度、电池电压、风速和其他个人信息。OLED为自发光材料，不需用到背光板，同时视角广、画质均匀、反应速度快、较易彩化、驱动电压低、能耗低，可与太阳能电池、集成电路等相匹配。而且OLED是全固态、非真空器件，具有抗震荡、耐低温（-40℃）等特性，因此采用它作为显示终端。
4）串口通信模块
串口通信是一种能把二进制数据按位进行传送的一种通信方式。但是我们本次设计并没有自己焊接max3232芯片，我们使用红开发板上外围模块中自带的RXT和TXD接口。5）电机模块
根据温度传感器测量的温度，输出PWM控制直流电机的转速，实时控制风扇的转速，取代单一固定转速的风扇散热系统，达到一定的节能效果。同时，可以在风扇发生故障失效时，做出状态预警和保护处理，模拟智能温控风扇。
6）电源模块
电源稳压模块电路采用的是AMS1117 稳压芯片，将电池电压转换为3V给单片机和外围电路供电。AMS1117 芯片可保证设备在最大输出电流时其最大压差不超过  1.3V，并且会随负载电流的减少而逐渐降低。AMS1117 的片上微调功能把基准电压调整到1.5% 的误差以内，且电流限制也得到了调整，尽量减少因稳压器或电源电路超载而造成的压力，确保芯片和电源的稳定性。
3.2 MSP430G2553单片机的特点
（1）处理能力强，运算速度快。
（2）电范围宽1.8V 至  3.6V，具有超低功耗及五种节能模式。
（3）片内资源丰富，开发环境高效。
（4）具有16 位精简指令集（RISC）。
（5）有28 个管脚，具有多个通用I/O 口，具有RST，TEST 等功能端口，可十分方便的通过它控制其它子模块，进而实现规定的功能。
（6）有16KB 的闪存和512B 的RAM，带有8 通道的内部基准、采样与保持以及自动扫描功能的10200ksps 模数( A /D) 转换器，可实现对单片机电压值的信号检测.
3.3 MSP430G2553单片机管脚作用
（1）电压部分
1号管脚：DVCC，接电源。28号管脚：DVSS，接地。
（2）IO部分
2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、26、27号管脚
（3）AD部分
2号管脚：ADC模拟输入A0，3号管脚：ADC模拟输入A1，4号管脚：ADC模拟输入A2，5号管脚：ADC模拟输入A3，6号管脚：ADC模拟输入A4，7号管脚：ADC模拟输入A5，22号管脚：ADC模拟输入A6，23号管脚：ADC模拟输入A7。
（4）定时器部分

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