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一种新型SOC单片机在水平仪温度补偿的应用

时间：2022年12月11日

来源：冗言

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以下是小编整理的一种新型SOC单片机在水平仪温度补偿的应用，本文共8篇，欢迎阅读与收藏。本文原稿由网友“冗言”提供。

篇1：一种新型SOC单片机在水平仪温度补偿的应用

一种新型SOC单片机在水平仪温度补偿的应用

在CW系列型水平仪的研制中,采用SOC单片机C8051F023为水平仪作温度曲线补偿.SOC单片机C8051F023具有与MCS-51内核及指令集完全兼容的微控制器,片内还集成了12位高速A/D转换器、12位D/A转换器和温度传感器等模拟部件.利用C8051F023片内集成的A/D转换器采集水平仪的输出信号,通过FIR数字滤波器滤出噪音和干扰信号,再根据温度传感器数据与标定的'水平仪温度逐次漂移进行多点分段线性补偿,从而消除水平仪温度逐次漂移误差.SOC单片机进行温度曲线补偿的方法,在硬件成本增加很少的情况下,提高了水平仪的精度及可靠性,减少了实验成本、实验周期,有较好的社会效益和经济效益.

作者：a志平刘勇刘华田先宝 GOU Zhi-ping LIU Yong LIU Hua TIAN Xian-bao 作者单位：四川压电与声光技术研究所,重庆,400060 刊名：压电与声光 ISTIC PKU英文刊名：PIEZOELECTRICS & ACOUSTOOPTICS 年，卷(期)： 28(2) 分类号：V241 关键词：水平仪 SOC单片机温度补偿

篇2：一种新型单片机MSC1210及其应用

一种新型单片机MSC1210及其应用

摘要：主要介绍内核兼容8051的MSC1210单片机结构特点，其高性能ADC、片内存储器以及Flash编程应用等功能。

关键词：MSC1210 ADC PGA Flash

实际应用系统往往需要进行高精度的测量，同时还必须进行实时快速控制，提高其开发效率。为此人们常采用高精度A/D芯片加带ISP开发功能的单片机系统来实现。德州仪器（TI）的MSC1210单片机解决了上述问题。它集成了一个增强型8051内核、高达33 MHz的时钟周期、8路24位高精度∑-△A/D转换器、Flash存储器等，其系统功能和结构框图如图1所示。

MSC1210具有以下主要特性：

◇ 3个16位的定时器，16位PWM波输出；

◇ 多达21个中断源；

◇ 32个数字输入/输出端口，带有看门狗；

◇ 8路ADC提供24位分辨率可编程的无丢失码解决方案;

◇ 可编程增益放大（PGA）在1～128之间可调，极大提高了ADC精度；

◇ 供电电源2.7~5.25 V，在3 V时功耗低于4 mW，停止方式电流小于1μA；

◇ 内核兼容8051，指令与8051完全兼容，可以使用原有8051开发系统；

◇ 时钟频率可达33 MHz，单周期指令执行速度达8 MIPS，执行速度比标准8051快3倍；

◇ 高达32 KB的Flash存储器，SRAM达1.2 KB，外部可扩展至64 KB存储器；

◇ Flash在电压低达2.7 V时仍可串行或并行编程，可10万次擦除/写操作；

◇ 具有32位累加器；

◇ 有电源管理功能，能够进行低电压检测，在片上电复位；

◇ 带FIFO的SPI端口，双UART；

◇ 64TQFP封装，MSC1210系列的硬件和引脚完全兼容，必要时可以互换。

图1 系统结构和功能框图

1 内核兼容8051但速度更快功能更强

MSC1210系列的所有指令功能与标准8051相同，对位、标志和寄存器的影响相同，但时序不同。MSC120单片机使用精简的8051内核，在同样的外部时钟作用下，其执行速度比标准8051快1.5~3倍(每条指令有4个时钟周期与12个时钟周期的区别)。在同样的指令和时钟下，速度提高到2.5倍以上。因此，一个时钟为33 MHz的MSC1210执行速度与一个时钟为82.5 MHz的标准8051相同，其区别可以从图2看出；而且MSC1210的定时器和计数器可以选择每12个或4个时钟周期计数一次。

MSC1210提供了双数据指针(DPTR)加速数据块的移动速度，它能根据外部存储器的速度调节读写速度，在2～9个指令周期之间变化；它还提供给外部存储器16位地址总线(P0和P2)。低位地址通过P0口复用得到，硬件可以控制P0和P2口是作为地址线还是作为通用的I/O。

为了更好地提高效率，外围设备也在8051基础上作了改进。如SPI端口就增加了FIFO，使得传输数据有了缓冲区间。32位累加器的使用在处理ADC采样或其它数据源来的多字节数据时将大大减轻CPU的负担，使得24位加法和移位可以在几个指令周期内完成，而无需通过软件用数百个指令周期来完成。

MSC1210系列的硬件和引脚完全兼容，对用户而言，唯一的区别在于内存配置不同。MSC1210Y2上编写的程序代码可以直接在MSC1210Y3、MSC1210Y4、MSC1210Y5上执行。用户可以在软件功能上增减并配以不同的CPU型号，MSC1210已成为一个拥有几个不同应用平台的标准设备。

MSC1210的开发工具与8051的开发系统完全兼容，用户可以使用原有的8051开发系统，也可以使用DEMO板带的开发系统或者第三方支持者提供的开发工具。

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2 24位高分辨率ADC通道

（1）ADC的输入多路复用器及输入缓冲

输入多路复用器允许不同输入信号通过选择输入通道进行组合，如AIN0被选为ADC输入正端，其它任何通道可以选为ADC输入负端。用这种方式可以组成8个完整的ADC输入通道，也可以在差分输入通道间切换极性。片上的二极管可以提供温度测量，当输入多路复用器的寄存器置为全“1”时，二极管被接入ADC通道的输入端开始测量温度。

MSC1210在没有缓冲区时输入电阻为5M/PGA，缓冲区由ADC控制寄存器中的BUF位控制。当没有选择输入缓冲区时，模拟输入阻抗与时钟频率(ACLK)和增益(PGA)有关，其关系式为

其模拟输入通道的等效结构如图3所示。

（2）可编程增益放大器PGA

① PGA：可编程增益放大PGA可以设为1、2、4、8、16、32、64、128，使用PGA确实能提高ADC的分辨率。当PGA=1，量程范围为5 V时，ADC能分辨到1μV；当PGA=128，量程范围为40 mV时，ADC能分辨到75 nV；而在PGA=1时，在5 V量程范围内需要一个26位的ADC才能分辨到76 nV。

② PGA偏移DAC：ODAC寄存器是8位，它能将输入到PGA的模拟信号偏移PGA满量程的一半，其最高位为符号位，低7位提供偏移量。由于ODAC给PGA引入的是模拟量而不是数字量偏移，所以并不影响测量结果的精度。

（3）电压参考基准

MSC1210的电压参考可以是内部的也可是外部的，上电复位以后的电压参考是内部的2.5 V，参考电压的选择通过ADCON0控制。片上内部参考电压有1.25 V和2.5 V两种可选，其精度可达0.2 %，温漂仅为5×10-6/℃，可大大提高测量精度。如果没有用到内部参考电压，就应该将其关掉以减少噪声和功耗。VREFOUT引脚处应该放一个0.1μF去耦电容。外部参考电压为REF IN+与REF IN-之间的`差值，引脚上的绝对电压在AGND与AVDD之间，但其差分电平不能超过2.6 V。

3 片内存储器

MSC1210包括片上1.2 KB SRAM ，256字节DARAM，2KB启动ROM，32 KB Flash存储器。

MSC1210用内存寻址表来区分程序存储空间和数据存储空间。程序空间由单片机自动读取，通过指令MOVC来读程序空间；数据空间通过指令MOVX来读写。当片上存储使能时，在片内范围内的读写将在片内存储器上进行，片外存储器通过P0和P2寻址来实现。HCR1寄存器的第0位和第1位设为0就可以访问外部存储器，此时可以通过P0和P2口访问所有片内和片外存储空间。为了安全起见，在访问片内存储器期间，P0口全部置位为0。

MSC1210包含1.2 KB片上SRAM。SRAM起始地址位“0”，通过MOVX指令读写。SRAM也可以从8400H开始，既可作程序空间又可作数据空间。

MSC1210有256字节DARAM，地址为0000H~00FFH，其中128字节为128个SFR，地址为0080H~00FFH。SFR寄存器用做控制和状态，标准的8051功能和MSC1210的附加功能是通过SFR实现的。从没有定义的SFR寄存器将得到“0”，写入没有定义过的SFR得到的结果无法确定。DARAM的另一个用途，是通过SFR的堆栈指针作为堆栈使用。

在串行或并行编程时，有2KB启动ROM控制运行。在用户模式下，BOOT ROM位于F800H~FFFFH；在编程模式下，BOOT ROM位于程序空间的起始2K。

Flash存储器既可用做程序存储空间又可用做数据存储空间，用户可以灵活配置程序和数据存储空间的大小。分区大小通过硬件配置位来确定，可以通过串行或并行的方式来编程确定。在用户应用模式下，程序和数据Flash存储空间都可读可写。

4 Flash编程应用

可编程的Flash存储器分为4个部分：128字节的配置部分、复位向量、程序存储空间、数据存储空间。

Flash编程模式有串行和并行两种模式，通过上电复位过程当中的ALE和信号状态确定。当ALE=1，=0时，选择串行编程模式；当ALE=0，=1时，选择并行编程模式。当ALE和都为高电平时，MSC1210运行在用户模式下；当ALE和都为低电平时，MSC1210没有定义。

MSC1210的Flash存储器初始值全部为“1”，并行编程模式包括一个专用的编程器，串行编程方式通常为在线编程，用户应用模式允许对Flash程序和数据存储器编程。对Flash编程的实际代码不能从Flash执行，而必须从BOOT ROM或RAM处开始执行。

MSC1210有两个硬件配置存储器(HCR0、HCR1)，在Flash编程模式下可编程。用户通过对这两个存储器编程可以在程序存储空间(PM)和数据存储空间(DM)之间定义分区，如表1所列。

表1 MSC1210的Flash分区

HCR0MSC1210Y2MSC1210Y3MSC1210Y4MSC1210Y5DFSELPM/KBDM/KBPM/KBDM/KBPM/KBDM/KBPM/KBDM/KB0000408----0010408--0304080161616011040888248100044412428410122621423021103171151311111(缺省)4080160320

注：当程序空间选择0KB时，程序在片外执行；“一”表示保留。

用户可以通过MOVX指令来读写Flash存储器，而不论Flash存储器是被定义为程序存储器还是数据存储器。这意味着用户可以将全部空间分为程序存储空间，并将程序空间当数据存储空间用。当PC指针指向的程序空间实际上存放的是数据时，将会导致不可预知的后果。因此，当要用Flash存储数据时，一定要求使用Flash分区，Flash分区禁止在数据存储空间执行程序。同样，也禁止程序空间的擦写而允许在数据存储空间读写。

5 结论

MSC1210作为一款高性能的内核兼容8051的单片机，其开发的方便、灵活和高精度ADC的使用满足了使用者的要求，其指令执行速度更是实时系统所渴求的，可广泛用于工业过程控制、医疗仪器、智能传感器等各个领域。

篇3：一种新型单片机MSC1210及其应用

一种新型单片机MSC1210及其应用

摘要：主要介绍内核兼容8051的MSC1210单片机结构特点，其高性能ADC、片内存储器以及Flash编程应用等功能。

关键词：MSC1210 ADC PGA Flash

MSC1210具有以下主要特性：

◇ 3个16位的定时器，16位PWM波输出；

◇ 多达21个中断源；

◇ 32个数字输入/输出端口，带有看门狗；

◇ 8路ADC提供24位分辨率可编程的无丢失码解决方案;

◇ 可编程增益放大（PGA）在1～128之间可调，极大提高了ADC精度；

◇ 供电电源2.7~5.25 V，在3 V时功耗低于4 mW，停止方式电流小于1μA；

◇ 内核兼容8051，指令与8051完全兼容，可以使用原有8051开发系统；

◇ 时钟频率可达33 MHz，单周期指令执行速度达8 MIPS，执行速度比标准8051快3倍；

◇ 高达32 KB的Flash存储器，SRAM达1.2 KB，外部可扩展至64 KB存储器；

◇ Flash在电压低达2.7 V时仍可串行或并行编程，可10万次擦除/写操作；

◇ 具有32位累加器；

◇ 有电源管理功能，能够进行低电压检测，在片上电复位；

◇ 带FIFO的SPI端口，双UART；

◇ 64TQFP封装，MSC1210系列的硬件和引脚完全兼容，必要时可以互换。

图1 系统结构和功能框图

1 内核兼容8051但速度更快功能更强

MSC1210系列的所有指令功能与标准8051相同，对位、标志和寄存器的影响相同，但时序不同。MSC120单片机使用精简的8051内核，在同样的'外部时钟作用下，其执行速度比标准8051快1.5~3倍(每条指令有4个时钟周期与12个时钟周期的区别)。在同样的指令和时钟下，速度提高到2.5倍以上。因此，一个时钟为33 MHz的MSC1210执行速度与一个时钟为82.5 MHz的标准8051相同，其区别可以从图2看出；而且MSC1210的定时器和计数器可以选择每12个或4个时钟周期计数一次。

为了更好地提高效率，外

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篇4：ADuC8XX系列单片机在水平仪、倾斜仪中的应用

ADuC8XX系列单片机在水平仪、倾斜仪中的应用

数据处理部分是很多水平仪、倾斜仪的要求.该文介绍了一种新型单片机ADuC8XX在水平仪、倾斜仪中的应用,给出了该系列单片机在水平仪、倾斜仪中的硬件结构和软件流程图,比较了两种单片机的特点.结果表明,该系列单片机的应用有利于缩小产品体积,增强产品的`可维护性和可靠性,降低产品的成本.

作者：宋军刘勇李星海 SONG Jun LIU Yong LI Xin-hai 作者单位：四川压电与声光技术研究所,重庆,400060 刊名：压电与声光 ISTIC PKU英文刊名：PIEZOELECTRICS & ACOUSTOOPTICS 年，卷(期)： 28(1) 分类号：V241 关键词：水平仪倾斜仪 ADuC8XX单片机

篇5：x86构架的SoC及STPC的一种应用

x86构架的SoC及STPC的一种应用

摘要：讲述x86构架的SoC的发展及近况，并描述一种基于STPC-Industrial芯片的网络终端设备的设计与实现。这种网络终端设备具有体积小、结构简单、功能强、软件适应性强的特点。

关键词：SoC STPC DoC

新世纪电子工程师们面临的一个重要课题就是如何面对国民经济和社会生活的信息化挑战。以网络通信、软件和微电子为主要标志的信息产业的飞速发展，既为我们提供了一个前所未有的发展机遇，也营造了一个难得的市场与产业环境。随着电子工业中深亚微米、超深亚微米技术的突破，以往电子工程师们擅长的电路设备正在一步步被IC设计所取代。也正是由于这种小型化的趋势，使得SoC（System on Chip）成为超大规模集成电路(VLSI)的发展趋势和新世界集成电路的主流。

1 x86构架的SoC

对于计算机的核心―CPU来说，从应用的角度可将其分为主要的三类：x86 CPU、嵌入式CPU和其它高性能CPU。x86 CPU是指PC用的CPU，即x86体系结构的CPU，主要是Intel公司的CPU，也包括AMD和威盛（Cyrix）等公司与其兼容的CPU；嵌入式CPU是指应用了各种小型、专用信息设备里的CPU，主要是以低价格、低功耗为特征，著名的有ARM、MIPS等公司的CPU；其它高性能CPU是指用于于服务器和超级计算机中的高性能64位CPU，例如Alpha、UltraSparc、PowerPC等等。人们常说的“通用CPU”，一般是指x86 CPU。上述所谓“通用”或“专用”的分类都是不大严格的，例如ARM公司的CPU是“嵌入式CPU”，但它也非常通用；x86 CPU是“通用CPU”，但它也可以用在嵌入式设备上，而且现在x86 CPU的性能很高，在服务器上也有广泛的应用。所以，这些分类都是相对的，只是在一定程序上反映这些CPU的特性。

SoC的出现，尤其是x86构架的SoC扩展了嵌入式系统应用领域，同时也推出了嵌入式操作系统和嵌入式软件的发展，使得消费类电子产品的应用领域更加宽广。实际上，目前SoC已经成为整个IC技术发展的`一个主要方向。现在，大家都在谈论全球 PC市场发展速度的趋势、谈论所谓的“后PC时代”、谈论信息家电。尽管全球半导体产值将衰退20%以上，是半导体产业有史以来最大幅度的负增长，不过SoC技术的应用却是有增无减。约有40%的ASIC设计使用SoC技术，20有60%以上的ASIC设计使用SoC技术，显然这并不是一个终结数字。

图1 总体框图

2 STPC

意法半导体公司（STMicroelectronics，简称ST）是最早充分认识到SoC技术对消费电子业意义的芯片制造厂商之一。正是由于ST具有敏锐的洞察力，当然不会放过兼容Intel x86 CPU的SoC市场。1995年，当ST的新风险组织（NVG）意识到越来越多的嵌入式应用需要构建PC结构的平台，而ST也有能力和技术在单一芯片为用户提供这样的一个平台时，STPC就诞生了。今天，STPC已经能够提供从486到PII级的、整合了芯片集的x86构架的SoC。

STPC高度综合的x86 PC兼容SoC设备家族中的3个新设备是建立在0.25μm技术上的。该技术允许它们提供高度综合、低能源消耗和低成本。它们是：STPC-Client、STPC-Customer II和STPC Industrial。其共有的功能如下：

*64位、133MHz x86兼容的CPU；

*8KB L1高速缓存；

*转移率为720MB/s的64位SDRAM内存控制器；

*PC兼容的DMA、中断、定时控制器；

*ISA和PCI总线控制器；

*总线控制EIDE控制器；

*JTAG测试端口。

每种STPC设备的目标都有不同类型的应用。

①STPC-Client。“无组织应用”的“服务器产品引擎”。典型的应用是带有存储器的网络、防火墙、Web服务器、传真服务器、打印服务器、家庭网关、路由器、PBX等。

STPC-Client增加的功能：

*16线通用I/O模块。

②STPC-Customer II。使用TV或监控器来实现显示和视频性能的产品的“TV产品引擎”。典型的应用是Web盒、可访问Web的TV和TV机顶盒、Web DVD等。

STPC-Customer II增加的功能：

*带有RAMDAC的VGA/SVGA兼容的图形加速；

*PAL/NTSC TV视频输出接口；

*视频输入端口。

③STPC Industrial。带有CRT或TFT LCD显示的产品和终端的“上网产品/终端引擎”。典型的应用是I

nternet终端、瘦型客户机终端、Web电话、Web便签簿、汽车导盘设备和娱乐系统。

STPC-Industrial增加的功能：

*带有RAMDAC的VGA/SVGA兼容的图形加速功能；

*TFT LCD显示接口；

*视频输入端口；

*PS/2键盘和鼠标；

*PC兼容的双UART和并行端口；

*双USB主机集线器；

*PCMCIA/Cardbus控制器。

图2 STPC-Industrial的逻辑结构

3 基于STPC-Industrial的设计应用

正是由于STPC为我们提供了设计PC构架的嵌入式系统的基础，使得嵌入式应用能够实现更多的功能。

下文介绍一种基于STPC-Industrial的平板网络终端设备的设计与实现。该设备工作于各种互联网络中，通过运行在DoC（Disk on Chip）上的程序完成一个个网络节点的输入/输出。该设备的总体框图如图1所示。

（1）PC部分

该设备的核心PC部分采用的是STPC-Industrial芯片，图2是STPC-Industrial芯片的逻辑结构图。

系统配置：

133M x86 CPU、128K BIOS、64MB DRAM、2个串口、USB接口、15英寸LCD。

（2）网卡部分

该设备采用的是PCI接口的，10/100M自适应网络控制器―AM79C973。由它来构成网络接口。

（3）Disk on Chip

作为一个嵌入式系统，该设备并不需要配备大容量的硬盘，而只需将嵌入式操作系统和应用程序存放于一个64MB容量的DoC中，即可满足应用要求。DoC中的程序可通过网络下载，也可在调试过程中通过调试用的串口编制。

DoC占用系统0CC00:0～0CFFF:F这16K的空间。DoC的译码及控制逻辑由Lattice公司的CPLD产品―iM4A5 192/96中的逻辑实现。该逻辑在Lattice公司的EDA工具―ispDESIGN EXPERT下用Verilog HDL语言编写完成。

（4）操作系统及应用软件

该设备为用户提供的是一个完整的网络终端解决方案。用户可根据需要将一个简化的操作系统和应用程序通过网络下载到DoC上，构成一个完整的网络终端。

（5）特点及应用领域

由于该设备提供的是一个较为通用的硬件平台，故具有相当的灵活性，即只需将应用软件稍加改动或添加少量的设备就可适用于更多的领域。如：

①采用工业级或军用芯片，并对机箱进行加固处理，即可构成适用于工业控制领域的瘦型网络终端或军用领域的单兵作战系统的硬件平台；

②与GPS设备相连接，并加装存放电子地图的大容量USB硬盘，在该设备上运行GIS，即可适用于汽车电脑、船只导航等领域。

这种基于STPC的网络终端设备最大的特点是体积小、结构简单、功能强大、软件适用性强。该设备可作为瘦型网络终端广泛应用于银行、证券等金融机构和公共网络接入的柜台、查询等业务，同时也可作为网络终端节点应用于工业控制领域和军用领域，具有良好的市场前景。

综上所述，SoC是未来IC的发展方向，尤其是x86构架的SoC更是为嵌入式系统的应用开辟了新的天地。它的发展将推动科学研究、科技发展，并且可以给我们带来更多具备多样化功能和多用途的产品。

篇6：x86构架的SoC及STPC的一种应用

x86构架的SoC及STPC的一种应用

关键词：SoC STPC DoC

1 x86构架的SoC

对于计算机的核心―CPU来说，从应用的角度可将其分为主要的三类：x86 CPU、嵌入式CPU和其它高性能CPU。x86 CPU是指PC用的CPU，即x86体系结构的CPU，主要是Intel公司的CPU，也包括AMD和威盛（Cyrix）等公司与其兼容的CPU；嵌入式CPU是指应用了各种小型、专用信息设备里的CPU，主要是以低价格、低功耗为特征，著名的'有ARM、MIPS等公司的CPU；其它高性能CPU是指用于于服务器和超级计算机中的高性能64位CPU，例如Alpha、UltraSparc、PowerPC等等。人们常说的“通用CPU”，一般是指x86 CPU。上述所谓“通用”或“专用”的分类都是不大严格的，例如ARM公司的CPU是“嵌入式CPU”，但它也非常通用；x86 CPU是“通用CPU”，但它也可以用在嵌入式设备上，而且现在x86 CPU的性能很高，在服务器上也有广泛的应用。所以，这些分类都是相对的，只是在一定程序上反映这些CPU的特性。

SoC的出现，尤其是x86构架的SoC扩展了嵌入式系统应用领域，同时也推出了嵌入式操作系统和嵌入式软件的发展，使得消费类电子产品的应用领域更加宽广。实际上，目前SoC已经成为整个IC技术发展的一个主要方向。现在，大家都在谈论全球 PC市场发展速度的趋势、谈论所谓的“后PC时代”、谈论信息家电。尽管年全球半导体产值将衰退20%以上，是半导体产业有史以来最大幅度的负增长，不过SoC技术的应用却是有增无减。20约有40%的ASIC设计使用SoC技术，2001年有60%以上的ASIC设计使用SoC技术，显然这并不是一个终结数字。

图1 总体框图

2 STPC

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篇7：基于MSP430单片机高精度温度测量的补偿方法

基于MSP430单片机高精度温度测量的补偿方法

摘要：用MSP430P315单片机的A/D转换器，实现阻性温度传感器的电阻检测；用查表和线性插值结合的方法，简化标度变换的算法结构。对电池电压的降低进行补偿的同时分析补偿电阻的精度对温度检测的影响。

关键词：单片机线性插值补偿温度检测

引言

长期以来，人们在测量温度时，大部分使用常规的测量方法测量。检测精度要求较高时，调理电路复杂、A/D的位数高，使设计的系统成本居高不，很难普及。随着电子技术的发展，出现了很多功能完备的低功耗、低电压大规模集成电路，为设计便携式高精度测温系统提供了硬件基础。本文介绍的高精度便携式测温仪，使用了非常适合作低功耗便携式测试设备美国TI公司的MSP430P325为控制器，用Pt500铂电阻完成温度检测，检测的温度通过液晶显示器显示。本测试仪的测温精度达到0.03℃。

硬件电路设计

MSP430P325单片机内部集成了可切换的精密恒流源。精密恒流源的电流大小由外部精密电阻确定，同时内部又集成了6个14位的A/D转换器和液晶控制器。这样的内部结构，适合驱动性传感器。因此，可减少信号调理环节和显示环节的扩展，大大地简化了系统结构，效降低了系统功耗。

1.温度传感器数学模型

温度敏感元件采用铂电阻Pt500，在～630.75℃温度范围内铂电阻阻值与温度关系为

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b=-5.847×10-7/(℃) 2

根据上式进行温度计算，需要求解二阶方程的解，计算程序复杂，精度也难以保证。为此本文使用表格法和线形插值法进行温度标度变换。方法如下：首先，以温度增加1℃对应的绝对电阻值建立120个表格，A/D转换结果与表格内的电阻值进行比较，直到Rn≤RM

2.MSP430P325单片机的A/D转换原理

MSP430系列单片机具有低功耗、高抗干扰、高集成度等优点。其中MSP430P325单片机具6有个通道14位A/D转换器，如图1所示。6个通道中A0～A3可编程为恒流源工作、适合于外妆电阻性、无源传感元件的应用场合。SVCC端是A/D转换的参考电压端，它可连接于片内的AVCC，也可由外部稳压源提供。A/D转换采用逐次逼近原理，由内部一个电阻网络生个开关电容网络配合D/A及比较器等电路来实现，由时钟ADCLK控制转换的进程。转换过程经过两卡，首先通过电阻阵列分压值与输入信号的比较来确定输入信号电压的范围，这个电压范围是将参考电压分成4等分，由低到高分别称范围A、B、C、D；然后由开关电容阵列逐位改变电容量，来搜索与输入信号最接近的电压值，由于电容量是以二进制幂排列的，完成搜索后开关的接通状态即为输入信号的A/D转换值。实际上的由电阻网络确定转换值的高2位，由开关电容网络确定了转换值的低12位。

当启动转换时在ACTL中设定了信号电压范围，实际已确定了转换数据的高2位，经过电阻网络的高2位判别就不必进行了，因此转换速度较快，它的转换速度为96个ADCLK周期。而如果启动转换时在ACTL中设定为自动搜索输入电压范围，ADAT中的将出现全部14位转换数据，这时转换时间增加到132个ADCLK周期。输入端输入信号是经过电阻型传感元件实现的，A/D输入端中的A0～A3，可以编程为恒流源输出端对传感元件供电。要实现这一功能，除了要对ACTL定义外，还要在引脚SVCC和REXT之间连接一个外接电阻，以构成恒流源，恒流由A/D输入端输出。这时检测的信号是传感元件上的电压值。关系为VIN=0.25×Vsvcc×RSEN/REXT。其中，Vsvcc是参考电压，RSEN是传感元件电阻，REXT是构成恒流源的外接电阻，VIN即为在传感元件上检测到的电压值。A/D转换的精度较高时，数据低位受干扰的可能性也增大了。因此，MSP430P325单片机的模拟数字的供电是分开的，包括AVCC、AGND、DVCC、DGND等引脚。为保证A/D转换精度，在电路中不应将它们的简单地连接在一起。分成两组电源供电比较理想，但是在实际电路中往往难以做到。可采用在AVCC与DVCC之间加LC滤波去耦电路来隔离。在AGND与DGND间串入反向并联的二极管可使两点在电压低于0.7V时处于断开状态。空闲的输入端用作数字通道时，要防止对相邻模拟通道的干扰。这种干扰是经通道间的电容引入的。避免的方法是A/D转换期间避免数字通道出现信号跳变。由于A/D转换过程利用了开关电容网络，当信号源的内阻过大时会因RC常数过大而影响转换精度。A/D输入端的等待输入阻抗大约相当于2kΩ电阻与42pF电容的串联电路。ADCLK为1MHz时，信号源内阻低于27KΩ才能保证转换精度。

3.外加电阻与测试精度的关系

使用铂电阻进行测温时，外加电阻与恒流源电流之间的关系式为

ISET=0.25×VSVCC/RSET (2)

式中：ISET为恒流源电流，VSVCC为电源电压，RSET为外加电阻。

铂电阻到地的电压VIN为

VIN=Rt(t) ×ISET （3）

从式（2）中可以看出，影响铂电阻两端电压检测精度的因素有两种：一个是电源电压的波动，另一个是外加电阻的`精度和温度稳定性。从仪表使用情况来看，仪表的供电电池的电压随时间推移逐渐减小，如果没有相应的补偿方法，铂电阻的温度检测精度是无法保证的，因此本文提出如下补偿方法。

MSP430P325有4个恒流源输出A/D转换通道（可以切换的），在另一个通道接一个与外加电阻RSET相同阻值的电阻，每次A/D转换时进行电阻电压降低补偿。补偿方法如下：

恒流源给铂电阻供电时铂电阻两端电压为

VIN=0.25×VSVCC×Rt(t)/RSET （4）

V=0.25×VSVCC×R/RSET (5)

A/D转换以后铂电阻两端电压的数字量为Nx，固定电阻的两端电压的数字量N，因为A/D的转换精度和位数是一致的，因此得出如下结果：