北京华嘉物联网国际学院《智能家居--节约资源》开题报告----基于MSP430F249单片机的温度控制系统题目：智能家居—节约资源学生姓名：杨艳杰、马卫东学院：物联网国际学院系物联网技术开发班级：2013级1班指导教师：魏杰填表日期：2014年 11 月 22 日摘要 (1)1技术参数和设计任务 (3)2本课程设计系统概述 (3)2.1 系统原理 (3)2.2 系统结构图 (3)2.3 控制方案 (4)2.3.1、温度测量部分方案 (4)2.3.2、主控制部分方案 (4)3、各单元硬件设计 (8)3.1、温度控制及超温和超温警报单元 (8)3.2、温度测试单元 (9)3.3、温度控制器件电路 (10)3.4、电源输入部分 (10)3.5、烟雾传感器 (10)3.6、LCD1602液晶显示 (11)4、软件设计 (12)4.1程序结构分析 (12)4.1.1 键盘扫描电路及按键处理程序 (12)4.1.2 温度信号处理程序 (12)4.1.3 Nokia 5110显示程序 (12)4.1.4 继电器控制程序 (12)4.1.5 串口通讯程序 (12)4.2主程序流程图 (13)5、研究工作进度 (14)6总结 (15)参考文献 (15)单片微型计算机是随着超大规模集成电路技术的发展而诞生的，由于它具有体积小、功能强、性价比高等特点，把单片机应用于温度控制中，采用单片机做主控单元，无触点控制，可完成对温度的采集和控制的要求。
所以广泛应用于电子仪表、家用电器、节能装置、机器人、工业控制等诸多领域，使产品小型化、智能化，既提高了产品的功能和质量，又降低了成本，简化了设计。
本文主要介绍单片机在热处理炉温度控制中的应用，对温度控制模块的组成及主要所选器件进行了详细的介绍。
并根据具体的要求本文编写了适合本设计的软件程序。
温度控制在热处理工艺过程中,是一个非常重要的环节。
控制精度直接影响着产品质量的好坏。
本文研究的电炉是一种具有纯滞后的大惯性系统，传统的加热炉控制系统大多建立在一定的模型基础上，难以保证加热工艺要求。
因此本文将模糊控制算法引入传统的加热炉控制系统构成智能模糊控制系统。
关键词：MSP430F249单片机；热处理温度控制；AbstractThe single slice of microcomputers emerges with development of very large scale integration technology, because it has small , the function is strong , high characteristic of cost performance, applies the one-chip computer to temperature control, adopt the one-chip computer to do the top management unit, control contactlessly , can finish the requisition for collection and control of temperature . So apply to such a great deal of fields as electronic instrument , household appliances , energy-conservation fitting , the robot , industrial control ,etc. extensively, make the products miniaturized , intelligented , has already improved the function and quality of the products, have lower costs again, has simplified and designed. This text introduces the application of the one-chip computer in the temperature control of heat-treatment furnace mainly, composition and selecting to introduce the detailed one with device mainly of the temperature control module . And has written the suitable software procedure originally designed according to the concrete demand this text.Temperature in heat treatment craft is very important. Control precision effect directly the quality of the product. The electric stove is a kind pure great inertia system, and the traditional heat control system is based on some certain model, so is hard to satisfy the technological requirement.This paper will adopt fuzzy control algorithm to build a intelligent fuzzy control system.Keyword：MSP430F249SCM；Temperature control；1、技术参数和设计任务1、利用单片机MSP430F249实现对温度物理量的控制，实现对温度控制的目的；2、为达到电源输出5V电压目标，完成电源电路的设计；3、为达到显示器显示目标，完成显示电路的设计；4、为达到检测温度的目标，完成检测电路的设计；5、完成报警设计；6、进行软件设计[分配系统资源，编写系统初始化和主程序模块；编写数字调节器软件模块；编写A/D转换器处理程序模块；编写输出控制程序模块；其它程序模块(数字滤波、显示与键盘等处理程)等等。
2、本课程设计系统概述2.1 系统原理温度传感器DHT11从设备环境的不同位置采集温度，单片机 msp430249 获取采集的温度值，经处理后得到当前环境中一个比较稳定的温度值，再根据当前设定的温度上下限值，通过加热和降温对当前温度进行调整。
当采集的温度经处理后超过设定温度的上限时，单片机通过三极管驱动继电器开启降温设备 (压缩制冷器) ，当采集的温度经处理后低于设定温度的下时 , 单片机通过三极管驱动继电器开启升温设备 (加热器)。
当由于环境温度变化太剧烈或由于加热或降温设备出现故障，或者温度传感头出现故障导致在一段时间内不能将环境温度调整到规定的温度限内的时候，单片机通过三极管驱动扬声器发出警笛声。
系统中将通过串口通讯连接PC机存储温度变化时的历史数据，以便观察整个温度的控制过程及监控温度的变化全过程。
2.2 系统结构图本设计以MSP430F249单片机为主控核心设计的一个温度控制系统，低温时可控制加热设备，高温时控制风扇，超出设定最高温度值时蜂鸣器发出声响报警图1总体硬件方框图2.3 控制方案2.3.1 温度测量部分方案DHT11数字式温度传感器，与传统的热敏电阻有所不同的是，使用集成芯片，采用单总线技术，其能够有效的减小外界的干扰，提高测量的精度。
同时，它可以直接将被测温度转化成串行数字信号供微机处理，接口简单，使数据传输和处理简单化。
部分功能电路的集成，使总体硬件设计更简洁，能有效地降低成本，搭建电路和焊接电路时更快，调试也更方便简单化，这也就缩短了开发的周期。
2.3.2 主控制部分方案MSP430的可编程中断可由处理机的运行状态来启动，如看门狗溢出、外围模块或外部发生的事件等。
每个中断源可以用中断允许位单独关闭，而状态寄存器中的通用中断允许位GIE可以禁止全部中断。
当中断请求发生并且相应的中断允许位和通用中断允许位置位，中断服务程序按以下顺序激活：1、CPU处于活动状态：完成当前执行指令。
CPU处于省电状态：终止低功耗模式。
2、指向下一条指令的PC值压入堆栈。
3、SR（或状态寄存器）压入堆栈。
4、执行上条指令时已有多个中断请求发生并且等待服务，选择最高优先级者。
5、一中断源标志中的中断请求标志位自动复位，多中断源标志仍保持置位以等待软件服务。
6、中断允许位GIE复位，CPUOff位、OscOff位和SCG1位·复位，状态位V、N、Z和C复位。
7、的中断向量值装入PC，程序从该地址继续执行中断处理。
中断响应从接受中断请求开始到执行相应的中断服务程序的首条指令，持续6个周期。
8、 MSP430中断优先级MSP430中断优先级由模块连接链决定：越接近CPU/NMIRS的模块中断优先级越高。
以MSP430F249为例(顺序由低到高)：表1 中断优先级9、特殊功能寄存器控制位、中断标志和中断允许位集中在少数几个SFR中。
这些SFR 以字节形式位于低地址区。
SFR只能以字节指令访问。
10、看门狗定时/计数器由于程序的缺陷、由于运算结果或运行条件的(永远)不能满足，程序可能会进入“死循环”，从外表上看就是“死机”。
另一种导致“死机”的可能是干扰。
由于强电磁干扰可能导致程序指针PC指向错误的地址，导致程序运行出现不可预知的结果。
在有人操作的情况下发现“死机”，最直接的解决办法就人工复位。
如许多计算机上都有复位（reset）按钮。
单片机通常都是工作在无人的环境下，发生死机应该自动复位。
人工发现死机的依据是程序总执行相同的工作，所以自动复位的依据也是一段程序运行的估计时间，当一段程序运行超过估计时间时，系统就对单片机强行复位。
看门狗定时器(WDT)的主要功能是当程序发生错误时执行一个受控的系统重启动。
如果超过了选定的定时时间，发生系统复位。
如果应用中不需要此功能，可以把它当作定时器。
当选定定时时间到达后将产生中断。
WDT模块可置成两种模式：WatchDog模式和定时器模式看门狗寄存器：看门狗定时器的计数器WDTCNT 是16位增计数器，它不能直接用软件访问。
WDTCNT的控制是通过WDTCTL，它是位于字地址0120h的低位字节的16位读/写寄存器。
所有读写操作都要用字指令，即不带后缀或用后缀“.W”。