【關鍵詞】LM92,MSP430單片機,Internet,I2C
【摘要】LM92 I2C總線方式控制的數字溫度傳感器和MSP430單片機構成的測溫嵌入式系統和Internet相連,并通過標準網絡瀏覽器進行過程控制。
1LM92數字溫度傳感器
LM92是美國國家半導體公司近期生產的一種高精度數字溫度傳感器,他采用I2C總線方式 控制。內含12 b溫度A/D轉換器,工作電壓:+2.7~+5.5 V;測溫范圍:-55~+150 ℃;精度:±0.333 ℃(30 ℃時);線形度:±0.5 ℃;溫度刷新間隔:500 ms。內部有 16 b只讀溫度寄存器,通過I2C總線方式控制,可以存儲測溫數據,還可以設置窗口上、下限溫度值,臨界溫度告警值。當測溫數據偏離窗口上、下限溫度范圍,或臨界溫度值時,LM92可以產生中斷請求信號INT或臨界溫度告警信號TCRITA。在同一條I2C總線上最多可連接4個LM92。LM92采用SO8腳封裝,I2C總線由數據線SDA和時鐘 線SCL構成;其輸出為漏極開路,總線必須接有上拉電阻。?
2MSP430與I2C總線LM92的接口
MSP430單片機與傳統的51單片機在結構上有很大的區別。其中之一就是:在MSP430的外圍接口電路中,沒有提供像51那樣控制外設讀、寫、地址鎖存信號的硬件電路。與這種接口電路相適應, MSP430更傾向使用I2C總線以及ISP等基于串行接口的外圍器件。如圖1所示。

3MSP430單片機與LM92 構成嵌入式測溫系統的特點
LM92數字溫度傳感器與傳統的熱敏電阻器、模擬溫度傳感器不同,他可以直接將測量的溫度數據轉換成13 b串行數字溫度信號,供CPU讀取;在硬件電路設計上就可以省去傳統傳感器 需要的信號放大器和A/D轉換器。
雖然長期以來熱敏電阻器是最常用的元件,目前在一些工業應用領域仍然起重要的作用;在汽車的計算機控制系統中,溫度傳感器仍然采用熱敏電阻器。熱敏電阻器的電壓輸出與溫度不具有線性關系,需通過查表或外加線性化電路,才能得到準確的溫度。而且,熱敏電阻器在高溫區段電壓變化率較小,不易分辨,造成溫度測量的誤差較大。這是熱敏電阻器的最大缺點。其次,熱敏電阻器產品在不同的批次間存在差異,電子響應性能不一致。因而,使用前都需要進行調校,在大量生產時增加了成本和時間。相比之下,集成電路溫度傳感器LM92輸出與溫度成線性關系,無論在高溫或低溫范圍內,準確度都是一樣的。但是LM92數字溫度傳感器測溫范圍是:-55~+150 ℃,特別是在高溫段的測溫范圍,相對熱敏電阻器較低;限制了他在一些工業應用領域中的應用。但在低溫段可以替代熱敏電阻器、模擬溫度傳感器。
MSP430單片機片內最多有64 kB的ROM,可以完全容納一個控溫程序,不需要對外擴展ROM芯 片。MSP430單片機與LM92構成的嵌入式測溫系統硬件電路結構緊湊、簡單,可以充分減小制版面積,減小了成本;系統設計也可以簡化,節省設計時間。提高了系統的精確度、準確度、可靠性,減小了系統的干擾。?
4單片機嵌入系統和Internet連接
目前,為了把單片機為核心的嵌入式系統和Internet相連,已有多家國外公司在進行這方面的較多研究。這方面較為典型的有emWare公司和TASKING公司。要求專門為嵌入式微控制器 設備設計網絡服務器,使嵌入式設備可以和Internet相連,并通過標準網絡瀏覽器進行過程控制。
LM92采用I?2C總線方式控制,而MSP430單片機的通用串行同步異步通信接口USART是一個串行通道,他允許7 b或8 b串行位流以預先編程的速率或外部時鐘確定的速率移入、移出MS P430。串行異步通信協議UART以預先編程的速率和嵌入式系統內部的電路模塊進行串行數據移入、移出通信;串行同步通信協議SPI用外部時鐘確定的速率和嵌入式系統外部的Internet網進行串行數據移入、移出通信。LM92和MSP430單片機構成的嵌入式測溫系統,是以串行同步通信協議SPI模式和Internet網連接;使人們可以通過互聯網觀測、控制遠在千里外的系統進行正常工作。通過MSP430的串行同步通信協議SPI模式,用藍牙收發器芯片無線連接Inter net網,還可以實現在汽車行駛過程中的離車診斷;他不僅可以讀取汽車控制系統存儲的故障信息,還能對控制系統進行重新檢測和診斷。還可以進行對汽車無人遙控駕駛課題的研究。?
5結語
LM92數字溫度傳感器和MSP430單片機構成的嵌入式測溫系統,用串行同步通信協議SPI模式和Internet相連,并通過標準網絡瀏覽器進行過程控制;其應用的范圍將極為廣闊,改變了傳統的近距離有線嵌入式控制系統,極大地方便了人們的工作和生活,將是未來一種新的發展趨勢。?
參考文獻
[1]胡大可.MSP430系列16位單片機原理與應用[M].北京:北京航空航天大學出版社,2000?








