基于MSP430F247和TMP275的测温仪

　　1引言

　　TI 公司的 MSP430 单片机以独特的低功耗和模块化设计赢得了设计者的青睐。 新型 MSP430F247 其性价比相当高，该 16 位单片机处理速度快，超低功耗，能节省很多资源;MSP430F247 内置 I2C 模块 ，方便了程序编写 ，大大降低了程序的出错率。同时更多的 I/O 口可以级联更多的外围器件，而无需使用地址数据锁存器件，既方便了程序的编写，也简化了硬件电路的设计[1]。

　　温度传感器 TMP275 可直接输出数字信号，而无需取样、放大、滤波和模数信号的转换，可以直接传输给单片机信号处理系统; 而且输出信号分辨率可以达到 0.062 5， 测温精　　度±0.5℃，若使用 MSP430F247 做控制器，可直接与其自带的I2C 模块相连，使用方便。

　　2电路设计

　　2.1总体方案设计

　　该测温仪的硬件结构由温度测量、核心控制电路、显示电路和电源电路等 4 部分组成。 总体方案框图如图 1 所示。

　　2.2单元模块设计

　　2.2.1核心控制电路

　　核心控制电路采用 MSP430F247 完成数据的测量和处理，实现温度测量和控制输出显示功能，电路如图 2 所示，其中的 P3.1，P3.2 分别是 MSP430F247 自带 I2C 模块的 SCL 和SDA，可以直接连接 TMP275，不用再模拟 I2C 口 ，应注意接上拉电阻[2]。

2.2.2温度测量

　　测温部件采用 TI 公司生产的温度传感器 TMP275， 以数字形式用 I2C 总线向 CPU 传输数据，图 3 给出温度测量电路。

　　TMP275 内部有指针寄存器[3]、配置寄存器 、温度值寄存器、高温和低温限制寄存器等 5 个寄存器。指针寄存器是通过 P1，P0 识别哪个寄存器来响应读写命令。 其格式字如表 1 所示，指针地址如表 2 所示。配置寄存器是一个 8 位可读写的寄存器， 用来存储TMP275 的工作模式控制字，详细资料请参见参考文献[3]。温度寄存器是 12 位补码只读寄存器， 用来存储最近变换得到的数据，存储形式与 TI 公司的 TMP100 和 DALLAS 公司的 DS18B20 相同。该寄存器通过 2 个字节读写数据[3]，如表3，表 4 所示 ，且先传输高 8 位再传输低 8 位 ，其中第一个字节 8 位有效，第二个字节只有高 4 位有效。 上电和复位后读出的是 0°。 图 4 和图 5 分别是 I2C 数据写、读时序图。

　　2.2.3显示电路

　　图 6 给出显示电路，显示部分主要由 3 个共阴数码管组成，以达林顿集成电路 ULN2003 和 74LS06 作为反向驱动。

　　2.2.4电源电路

　　该装置的电源由两部分组成：由三端稳压器 LM7805 提供的+5 V，主要给 ULN2003，74LS06 以及温度传感器 TMP275 供电;由 TI 公司专用电平转换器 TPS76033 提供的 3.3 V，主要提供 MSP430F247 单片机工作电源，如图 7 所示。