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基于MSP430單片機高精度溫度測量的補償方法
摘要：用MSP430P315單片機的A/D轉(zhuǎn)換器，實現(xiàn)阻性溫度傳感器的電阻檢測；用查表和線性插值結(jié)合的方法，簡化標度變換的算法結(jié)構(gòu)。對電池電壓的降低進行補償?shù)耐瑫r分析補償電阻的精度對溫度檢測的影響。關鍵詞：單片機 線性插值 補償 溫度檢測
引言
長期以來，人們在測量溫度時，大部分使用常規(guī)的測量方法測量。檢測精度要求較高時，調(diào)理電路復雜、A/D的位數(shù)高，使設計的系統(tǒng)成本居高不，很難普及。隨著電子技術的發(fā)展，出現(xiàn)了很多功能完備的低功耗、低電壓大規(guī)模集成電路，為設計便攜式高精度測溫系統(tǒng)提供了硬件基礎。本文介紹的高精度便攜式測溫儀，使用了非常適合作低功耗便攜式測試設備美國TI公司的MSP430P325為控制器，用Pt500鉑電阻完成溫度檢測，檢測的溫度通過液晶顯示器顯示。本測試儀的測溫精度達到0.03℃。
硬件電路設計
MSP430P325單片機內(nèi)部集成了可切換的精密恒流源。精密恒流源的電流大小由外部精密電阻確定，同時內(nèi)部又集成了6個14位的A/D轉(zhuǎn)換器和液晶控制器。這樣的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，適合驅(qū)動性傳感器。因此，可減少信號調(diào)理環(huán)節(jié)和顯示環(huán)節(jié)的擴展，大大地簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，效降低了系統(tǒng)功耗。
1.溫度傳感器數(shù)學模型
溫度敏感元件采用鉑電阻Pt500，在～630.75℃溫度范圍內(nèi)鉑電阻阻值與溫度關系為
b=-5.847×10-7/(℃) 2
根據(jù)上式進行溫度計算，需要求解二階方程的解，計算程序復雜，精度也難以保證。為此本文使用表格法和線形插值法進行溫度標度變換。方法如下：首先，以溫度增加1℃對應的絕對電阻值建立120個表格，A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果與表格內(nèi)的電阻值進行比較，直到Rn≤RM<Rn+1時停止比較，求出溫度整數(shù)部分，根據(jù)R-Rn和Rn+1-Rn的比值求解溫度的小數(shù)部分，就可求出溫度值。這種方法計算簡單方便，也能滿足設備精度要求。
2.MSP430P325單片機的A/D轉(zhuǎn)換原理
MSP430系列單片機具有低功耗、高抗干擾、高集成度等優(yōu)點。其中MSP430P325單片機具6有個通道14位A/D轉(zhuǎn)換器，如圖1所示。6個通道中A0～A3可編程為恒流源工作、適合于外妝電阻性、無源傳感元件的應用場合。SVCC端是A/D轉(zhuǎn)換的參考電壓端，它可連接于片內(nèi)的AVCC，也可由外部穩(wěn)壓源提供。A/D轉(zhuǎn)換采用逐次逼近原理，由內(nèi)部一個電阻網(wǎng)絡生個開關電容網(wǎng)絡配合D/A及比較器等電路來實現(xiàn)，由時鐘ADCLK控制轉(zhuǎn)換的進程。轉(zhuǎn)換過程經(jīng)過兩卡，首先通過電阻陣列分壓值與輸入信號的比
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