利用MSP430內嵌溫度傳感器的系統方案

MSP430對于很多傳感器領域的工程師來說，不會陌生。MSP430微控制器的諸多系列中都有內嵌的溫度傳感器。本文將提出一種利用此傳感器溫度報警系統的設計方案。

首先先簡單了解一下MSP430微控制器。此款微處理器是一款具有豐富片上外圍的強大功能的超低功耗16位混合信號處理器，其中包括一系列的器件，可以應用在不同的場合。MSP430與MCS-51的一個顯著不同就是它在片內集成了模數轉換(ADC)模塊，使得A/D轉換得以容易的實現，其中在MSP430的13x、14x、43x、44x系列器件中，都有內嵌的溫度傳感器。它的輸出送入ADC12模塊的通道10，然后對其進行A/D轉換，進而可以測量芯片內的溫度。在本告警系統中就是采用這個溫度傳感器的輸出來實現溫度的實時告警。

那么，如何利用MSP430?其方案又會是怎樣的呢？其實ADC12模塊的通道10對芯片的溫度進行測量，當測量溫度高于或者低于預設告警值時，便通過I/O端口的輸出來驅動LED，顯示告警狀態。芯片在整個過程中處于低功耗模式。本系統的原理比較簡單，上圖給出了相應的原理圖。

其次，MSP430內嵌的溫度傳感器實際上就是一個輸出電壓隨環境溫度而變化的溫度二極管，下面的表很直觀的顯示出了它的一些基本電氣特性。按照TI公司提供的資料，這個溫度二極管輸出的電壓和對應的溫度近似成簡單的線性關系。所測溫度可由的公式(1)求出：

其中，T：測量到溫度，單位℃；

VST ：ADC模塊的通道10測量到的電壓，單位mV；

V0℃ ：0℃時傳感器的輸出的電壓，單位mV；

TC SENSOR ：傳感器的傳感電壓，即輸出電壓隨溫度的變化情況，單位mV/℃。數值上等于溫度每升高1℃，增加的輸出電壓。

對于12位的ADC模塊，VST可以通過下面的A/D轉換公式求得：

(2)

其中，ADC12CH10：通道10所測得的溫度傳感器的12位A/D值；

VR+：正參考電壓，可以取內部參考VREF+ 、AVcc或者外部參考VeREF+ ，單位mV；

VR-：負參考電壓，單位mV。通常取VR-=AVss，在這種情況下，求VST的公式進一步簡化為：