东莞市正航仪器设备有限公司

专业/诚信/品质多年专注于可靠性实验设备

诚信商家

贴心价格

品质保证

全国咨询服务热线
400 8228565

联系我们

当前位置: 主页 > 公司动态 >

低功耗温湿度测量仪系统硬件电路设计

时间:2014-10-29 11:48来源:正航仪器 作者:正航网络点击:

 

一、MSP430 F427最小系统电路设计

MSP430 F427最小系统如图2所示。从图2中可以看出:该最小系统电路结构非常简单,包括外接晶振、手动及上电复位电路和电源线地线,还包括与系统各个模块的接口。接口使用电路制作软件AlbumDesigner中的NET来表示,使得各个模块直观上比较清晰。其中,程序下载的接口为P1.0口和Pl.1口,采用MSP430系列单片机所特有的用Bootstrap Loader(BSL)程序下载方式。

MSP430 F系列单片机是美国TI公司生产的一种超低功耗的Flash控制器,有“绿色”控制器之称,其技术特征代表了单片机的发展方向。MSP430的片内存储器单元是能耗非常低的单元,功耗仅为其它微控制器的1/5,同其它控制器相比,既可缩小电路板空间,又可降低系统成本。其主要特点有:①超低功耗。待机电流小于1A,在RAM数据保持方式时仅耗电0.1A,活动模式时耗电250A。在系统中共有1种活动模式(AM)和5种低功耗模式(LPMO一LPM4)。

②强大的处理能力。采用了精简指令集结构,1个时钟周期就可以执行1条指令。③高性能模拟技术及丰富的片上外围模块。内部集成看门狗定时器、12位ADC,DMA控制器、基本定时器和串行通信(UART,IICSPI)等。④系统工作稳定。晶体振荡器在用作CPU时钟MCLK时发生故障,数字控制振荡器DCO会自动启动,以保证系统正常工作。⑤方便高效的开发环境。MSP430的FLASH型具有方便的开发调试环境,器件片内有JTAG调试接口,同时又可以利用BSL技术更改并运行内部的程序。MSP430 F427具有64个引脚,内部包含16位的定时器、串行通信接口、128段段式液晶驱动能力和14个IO口,满足本设计要求,且没有造成IO资源的浪费。

低功耗温湿度测量仪系统硬件

 

 

二、传感器模块电路设计

东莞市正航仪器设备有限公司 传感器模块电路如图3所示。SHT10是一款高度集成的温度、湿度传感器芯片,采用专利的CMOSens技术,提供全量程标定的数字输出。传感器包括1只电容性聚合体湿度敏感元件和1只用能隙材料制成的温度敏感元件,并在同一芯片上与14位的A/D转换器以及串行接口电路实现无缝连接,芯片与外围电路采用采用二线制连接;同时,每个传感器芯片都在极为的恒温室中以镜面冷凝式温度计为参照进行标定,校准系数以程序形式存储在OTP内存中[#]。SHT10传感器的相对湿度分辨率的典型值为0.OS%RH,精度为正负4.5%RH;温度分辨率的典型值为0.010C,精度为正负0.50C o图3左边部分为传感器供电控制电路,由三极管PNP8550和电阻电容构成电子开关,作用是在系统进入睡眠状态前对传感器断电,以及系统从睡眠唤醒对传感器供电,从而更大程度地降低整个系统的功耗。图3右边部分为传感器电路,串行输入端SHT_SCL用于MSP430 F427与SHT10之间的通信同步,二者之间能以任意低的速度进行通信;数据端SHT_SDA用于内部数据输出和外部数据输入,SHT_SDA在SHTSCL时钟下降沿之后改变,并且仅在SHT_SCL时钟上升沿有效。在设计电路板时,一定要注意将SHT_SCL和SHT_SDA之间放置电源线SHTV3.3和地线GND,以消除信号串扰,并且电源和地之间加一个100nF的去藕电容。特别注意的是传感器要与易发热的电子元件尽量离得远一些,将热传递的影响减到最小,本设计中采用将传感器和主电路板之间留出一道缝隙。

低功耗温湿度测量仪电路设计

 

三、USB通讯接口电路设计

USB通讯接口电路如图4所示。USB转串口芯片选用PL2303USB的SV输入转3。3V,选用LM1117-3。3}USB接口选用通用的Micro一USB。PL2303是Prolific公司生产的一种高度集成的RS232一USB接口转换器,可提供一个RS232全双工异步串行装置与USB功能接口便利连接的解决方案。该器件内置USB功能控制器、USB收发器、振荡器和带有全部调制解调器控制信号的UART,能够方便地嵌入手持设备。当温湿度测量仪插入USB时,USB输入的SV电压可以利用LM1117一3。3芯片转换为3。3V,从而为包括传感器在内的整个系统供电。

低功耗温湿度测量仪电路设计

 

四、段式液晶显示电路设计

东莞市正航仪器设备有限公司 液晶显示电路如图5所示。笔段式液晶显示器件是指以长条形状显示像素组成一位显示类型的液晶显示器件,简称段式液晶显示器件,主要用于显示数字或类似数字的断码型显示,该段码型类似于‘r8”的结构。段式液晶有着极低的功耗,显示效果清晰,这一点是本设计中选择段式液晶的原因。

东莞市正航仪器设备有限公司 段式LC D的驱动方法和数码管不太一样,数码管只要给电和选通就亮。段式LC D的驱动是靠两部分组成的:一部分是不间断的电压脉冲。这个电压脉冲由MSP430 F427自身生成,设计中采用4-mux1/3 bias方式驱动段式液晶。将M SP430 F427的R03}R13}R23和R33引脚外接3个等值电阻,等值电阻取值为100kSZ接法如图5所示。这样就可以产生不间断的电压等级脉冲,MSP430F427的COMO一COM3就是这些电压等级脉冲的输出管脚,直接与LCD的COMO一COM3相连接即可。另一部分是选通管脚,选通管脚也就是选通

LC D上面的SO一S23,直接将MSP430 F427的SO一S23与LC D的SO一S23相连接即可。按照上面的方式将CPU与LCD连接好之后,就可以通过配置寄存器,通过相应的程序来显示测量仪的温湿度值。

 

 低功耗温湿度测量仪系统硬件液晶显示电路

 

五、铿电池供电电路设计

铿电池供电电路如图6所示。设计采用常用的可充电铿电池作为电源,由于选用的MSP430 F427、传感器和电路中的其它芯片工作电压均为3。3V,而设计中选用的铿电池充满电后的电压为3。7V,铿电池电量接近耗尽时的电压为3。0V,所以需要对铿电池电压进行转换,选用常用的铿电池电压转换芯片LTC3440。

LTC3440是一种高效率、固定频率、降压一升压型的DC/DC转换器,输入电压和输出电压范围均为2.5一5.5VoLTC3440在所有的工作模式下都具备连续传送功能,非常适用于延长单节铿电池或者镍氢电池的工作时间。http://www.7unet.com

常州德尔幕墙有限公司 孟村回族自治县光明铸造厂 幸运飞艇是哪里开的 东莞市正航仪器设备有限公司郑州方泰机械设备有限公司 幸运飞艇是哪里开的 广东快乐十分 河南世盛重工机械有限公司 陕西西安极水景观喷泉公司 山东绿恒无纺布制品有限公司 上海实干实业有限公司