本文规划的超低功耗电子温度计能够经过温度传感器丈量和显现被丈量点的温度，并可进行扩展操控。该温度计带电子时钟，其检测规模为l0℃～30℃，检测分辨率为1℃，选用LCD液晶显现，整机静态功耗为0.5μA。其体系规划思维对其它类型的超低功耗微型便携式智能化检测外表的研讨和开发，也具有必定的参阅价值。
1 元器材挑选
本体系的温度传感器可选用热敏电阻。在10～30℃的丈量规模内，该器材的阻值随温度改变比较大，电路简略，功耗低，装置尺度小，一起其价格也很低，但其热敏电阻精度、重复性、牢靠性相对稍差，因而，这种传感器关于检测在1℃以下，特别是分辨率要求更高的温度信号不太适用。
显现部分能够选用笔段式LCD液晶显现。特别是黑白笔段式液晶显现器的功耗极低，漂亮适中，价格低廉，而且驱动芯片可挑选性强。为此，本规划选用了技能老练、功耗较低、功用安稳、价格低廉的通用性LCD驱动器HT1621。
作为整个体系的核心部件，单片机的挑选至关重要。经过比较多家单片机芯片，终究选定了TI公司的MSP430系列操控器，该系列操控器功耗极低，功用强壮，本钱也较低。
2 MSP430F单片机的主要特点
MSP430F系列是美国TI公司出产的一种超低功耗的FLASH操控器，该器材有“绿色”操控器(GREEN Mcu)之称，其技能特征代表了单片机的发展方向。MSP430的片内存储器该器材单元是能耗非常低的单元，耗费功率仅为其它闪速微操控器的五分之一。MSP430F同其它操控器比较，既可缩小线路板空间，又可下降体系本钱。
MSP430F系列器材集成了超低功率闪存、高功用模仿电路和一个16位精简指令集(RISC)CPU，且指令周期短，大部分指令可在一个指令周期内完结。该器材的作业电流极小，而且超低功耗，关断状况下的电流仅为0.1μA，待机电流为0.8μA，惯例形式下的(250μA／1MIPS@3V)，端口漏电流缺乏50 nA，并可零功耗掉电复位(BOR)。别的，该芯片属低电器材，仅需1.8～3.6V电压供电，因而可有用下降体系功耗。因为其具有超低功耗的数控振荡器技能，因而能够完结频率调理和无晶振运转。其6μs的快速发动时刻能够延伸待机时刻并使发动愈加敏捷，一起也下降了电池的功耗。MSP430系列芯片的片内资源丰富，I／O端口功用强壮且非常灵敏，一切的I／O位均可独自装备，每一根口线别离对应输入、输出、方向和功用挑选等多个寄存器里的一位。因而，其温度模仿操控能够选用带阻隔的低电压操控办法。
3 超低功耗电子温度计硬件规划
图1所示是本超低功耗电子温度计的硬件原理框图。下面给出其它单元电路的规划方案。
3.1温度收集转化电路
运用MSP430来丈量电阻，就能够经过斜率技能而不运用A／D转化电路，处理起来简略易行。关于这种技能，能够运用MSP430系列芯片上的比较器和时钟来完结斜率的A／D转化。
本体系的详细温度丈量是运用电容充放电把被测电阻值转化成时刻，再运用MSP430内部的捕获比较寄存器精确捕捉时刻，然后丈量出热敏电阻的阻值，以直接取得温度值。其温度检测电路结构如图2所示。
图中，Rref是参阅电阻，用于定标，Rsens是被测电阻。
体系作业时首先令MSP430接Rref的口置位，然后输出高电平Vcc并经过规范电阻对电容守时充电，守时时刻到后，端口复位，使电容放电，放电进程一向继续到电容上的电压降到充电端口为“0”电平的上限停止，截止时刻由Timer_a内部的捕捉器经过捕捉进口CA0精确地捕捉。这一段放电时刻可标记为Tref。然后，对P2.1施以相同的操作，以取得电容经过被测电阻放电的时刻Tsens。最终比较Tref和Tsens，并由下式核算出被测电阻值：
Rsens=RrefTmeas／Tref
式中，Rsens为被测热敏电阻，Tsens为被测组件放电时刻，Tref为参阅组件放电时刻，Rref为参阅精细电阻。
由上式能够看出，只需电压和电容的值在丈量中保持安稳，电压和%&&&&&%的详细取值便不再重要，这是因为在份额丈量原理中，这些要素在核算进程中已被消除。因而，虽然外表的供电电池的电压具有离散性，而且该电压会跟着时刻的推移逐步减小，可是，因为被测电阻值的丈量与电源电压值的巨细毫无关系，所以该丈量办法具有电源电压自补偿特性。
3.2 LCD液晶驱动显现电路
LCD显现电路可选用HT1621驱动，HT1621是128点内存映象和多功用的LCD驱动器。HT1621的软件装备特性使它适用于多种LCD运用场合，包含LCD模块和显现子体系。用于衔接主操控器和HT1621的管脚只要4或5条。此外，HT1621还有一个节电指令用于下降体系功耗。
用此LCD液晶驱动器可驱动4路公共端、1／3偏压比的4位液晶板。此驱动电路还具有待机功用。当体系进入待机形式后，驱动芯片和液晶板的总耗电量小于1μA(简直为零)。
4 软件规划
4.1 电源办理软件的低功耗规划
要想最大功率地运用电池的能量，延伸便携式外表的电池运用寿命，除了挑选低电压低功耗器材为硬件根底外，还必须编制具有灵敏的电源办理软件，详细措施如下：
(1)因为微处理器内部的根本模块都有各自的电源开关，只要在运用时才翻开。因而，进行温度采样时，可经过软件发动守时器Timer_a，开端捕获；采样结束时，再经过软件封闭守时器，制止捕获；
(2)因为温度属时慢变参数，因而，温度的收集应选用守时中止办法。即在CPU初始化后当即进入低功耗形式，等候中止。守时器中止将再次唤醒CPU进行温度收集和数据处理，并将此刻的温度值存人FLASH Ram中，处理完毕后，CPU再次进入低功耗形式；
(3)对CPU状况进行智能化办理。MSP430单片机具有LMPO～LMP4等5种低功耗形式(LMP的序号越高，该形式下的功耗越低)。不收集温度时，可使CPU处于低功耗形式LMP3(V为3 V，f为32768 Hz)，该形式下的作业电流小于2μA。从低功耗形式到作业形式的转化时刻小于6μs。
(4)为了下降电流耗费，可在温度检测电路里用3根I／O口线．并使其平常均处于高阻态，而在数据收集进程中，再经过CPU将相应的口线切换到输出状况。
4.2软件程序
本体系软件由主程序、守时中止服务程序和一系列子程序组成。主程序用于完结单片机的初始化以及等候中止。守时中止服务程序包含丈量用的守时充电程序、数据处理子程序以及放电时刻丈量程序等。其放电时刻丈量程序流程图如图3所示。被测电阻的丈量精度取决于放电时刻的丈量周期数，例如，当所需分辨率为10位时，可设置计数器的最大值为1024个丈量周期。
MSP430的作业形式可经过模块的智能化运转办理软件和CPU的优化状况组合来支撑超低功耗的各种要求。主要是使体系中的单片机作业时处于激活形式，作业空隙则将其设定为低功耗形式，以下降体系功耗。
5 体系测验
5.1测验办法
依据环境要求，对本体系的测验可重复在不同温度环境中进行，一起依据数据差错调整软件和硬件来进行校准。温度可选用按度对照校准的办法来丈量。
5.2差错剖析
本测验所运用的仪器包含核算机、EZ430编程器、示波器、精细数字电流表、数字万用表、温度计和秒表等。
在超低功耗的完结上，可选用极低功耗的组件，并操控漏电流的发生。使微处理器作业在较低频率和运用待机形式，并可优化软件运转，以使整机功耗彻底到达最低。
6 结束语
本电路的长处是分辨率高、功耗低。整个电路的特点是外围组件和可调组件少，作业安稳牢靠。该体系规划思维对超低功耗、微型便携式的智能化检测外表的研讨和开发具有必定的参阅价值。
