摘 要：LM92 I2C總線方式控制的數(shù)字溫度傳感器和MSP430單片機(jī)構(gòu)成的測(cè)溫嵌入式系統(tǒng)和Internet相連，并通過標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)瀏覽器進(jìn)行過程控制。
關(guān)鍵詞：LM92；MSP430單片機(jī)；Internet；I2C
1LM92數(shù)字溫度傳感器
LM92是美國國家半導(dǎo)體公司近期生產(chǎn)的一種高精度數(shù)字溫度傳感器，他采用I2C總線方式 控制。內(nèi)含12 b溫度A/D轉(zhuǎn)換器，工作電壓：＋2.7～+5.5 V；測(cè)溫范圍：-55～＋150 ℃；精度：±0.333 ℃（30 ℃時(shí)）；線形度：±0.5 ℃；溫度刷新間隔：500 ms。內(nèi)部有 16 b只讀溫度寄存器，通過I2C總線方式控制，可以存儲(chǔ)測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)，還可以設(shè)置窗口上、下限溫度值，臨界溫度告警值。當(dāng)測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)偏離窗口上、下限溫度范圍，或臨界溫度值時(shí)，LM92可以產(chǎn)生中斷請(qǐng)求信號(hào)INT或臨界溫度告警信號(hào)TCRITA。在同一條I2C總線上最多可連接4個(gè)LM92。LM92采用SO8腳封裝，I2C總線由數(shù)據(jù)線SDA和時(shí)鐘 線SCL構(gòu)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(jī)與傳統(tǒng)的51單片機(jī)在結(jié)構(gòu)上有很大的區(qū)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(shè)讀、寫、地址鎖存信號(hào)的硬件電路。與這種接口電路相適應(yīng)， 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(jī)與LM92 構(gòu)成嵌入式測(cè)溫系統(tǒng)的特點(diǎn)
LM92數(shù)字溫度傳感器與傳統(tǒng)的熱敏電阻器、模擬溫度傳感器不同，他可以直接將測(cè)量的溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成13 b串行數(shù)字溫度信號(hào)，供CPU讀取；在硬件電路設(shè)計(jì)上就可以省去傳統(tǒng)傳感器 需要的信號(hào)放大器和A/D轉(zhuǎn)換器。
雖然長(zhǎng)期以來熱敏電阻器是最常用的元件，目前在一些工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域仍然起重要的作用；在汽車的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)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(guān)系，需通過查表或外加線性化電路，才能得到準(zhǔn)確的溫度。而且，熱敏電阻器在高溫區(qū)段電壓變化率較小，不易分辨，造成溫度測(cè)量的誤差較大。這是熱敏電阻器的最大缺點(diǎn)。其次，熱敏電阻器產(chǎn)品在不同的批次間存在差異，電子響應(yīng)性能不一致。因而，使用前都需要進(jìn)行調(diào)校，在大量生產(chǎn)時(shí)增加了成本和時(shí)間。相比之下，集成電路溫度傳感器LM92輸出與溫度成線性關(guān)系，無論在高溫或低溫范圍內(nèi)，準(zhǔn)確度都是一樣的。但是LM92數(shù)字溫度傳感器測(cè)溫范圍是：-55～＋150 ℃，特別是在高溫段的測(cè)溫范圍，相對(duì)熱敏電阻器較低；限制了他在一些工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域中的應(yīng)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(jī)片內(nèi)最多有64 kB的ROM，可以完全容納一個(gè)控溫程序，不需要對(duì)外擴(kuò)展ROM芯 片。MSP430單片機(jī)與LM92構(gòu)成的嵌入式測(cè)溫系統(tǒng)硬件電路結(jié)構(gòu)緊湊、簡(jiǎn)單，可以充分減小制版面積，減小了成本；系統(tǒng)設(shè)計(jì)也可以簡(jiǎn)化，節(jié)省設(shè)計(jì)時(shí)間。提高了系統(tǒng)的精確度、準(zhǔn)確度、可靠性，減小了系統(tǒng)的干擾。
4單片機(jī)嵌入系統(tǒng)和Internet連接
目前，為了把單片機(jī)為核心的嵌入式系統(tǒng)和Internet相連，已有多家國外公司在進(jìn)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(shè)備設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，使嵌入式設(shè)備可以和Internet相連，并通過標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)瀏覽器進(jìn)行過程控制。
LM92采用I2C總線方式控制，而MSP430單片機(jī)的通用串行同步異步通信接口USART是一個(gè)串行通道，他允許7 b或8 b串行位流以預(yù)先編程的速率或外部時(shí)鐘確定的速率移入、移出MS P430。串行異步通信協(xié)議UART以預(yù)先編程的速率和嵌入式系統(tǒng)內(nèi)部的電路模塊進(jìn)行串行數(shù)據(jù)移入、移出通信；串行同步通信協(xié)議SPI用外部時(shí)鐘確定的速率和嵌入式系統(tǒng)外部的Internet網(wǎng)進(jìn)行串行數(shù)據(jù)移入、移出通信。LM92和MSP430單片機(jī)構(gòu)成的嵌入式測(cè)溫系統(tǒng)，是以串行同步通信協(xié)議SPI模式和Internet網(wǎng)連接；使人們可以通過互聯(lián)網(wǎng)觀測(cè)、控制遠(yuǎn)在千里外的系統(tǒng)進(jìn)行正常工作。通過MSP430的串行同步通信協(xié)議SPI模式，用藍(lán)牙收發(fā)器芯片無線連接Inter net網(wǎng)，還可以實(shí)現(xiàn)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(tǒng)存儲(chǔ)的故障信息，還能對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行重新檢測(cè)和診斷。還可以進(jìn)行對(duì)汽車無人遙控駕駛課題的研究。
5結(jié)語
LM92數(shù)字溫度傳感器和MSP430單片機(jī)構(gòu)成的嵌入式測(cè)溫系統(tǒng)，用串行同步通信協(xié)議SPI模式和Internet相連，并通過標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)瀏覽器進(jìn)行過程控制；其應(yīng)用的范圍將極為廣闊，改變了傳統(tǒng)的近距離有線嵌入式控制系統(tǒng)，極大地方便了人們的工作和生活，將是未來一種新的發(fā)展趨勢(shì)。
參考文獻(xiàn)
［1］胡大可.MSP430系列16位單片機(jī)原理與應(yīng)用［M］.北京：北京航空航天大學(xué)出版社,2000
