概述
许多当地都需求丈量温度。在规划温度遥测体系时，一般需求选用电池供电的极低功耗模块。传统的测温手法比较多，但不论是选用分立晶体管、热敏电阻，或者是热电偶，功耗都降不下来。本文介绍了一种满意低功耗要求的可行计划，该计划运用一枚极低功耗的、带Flash存储器的MCU，以及数字温度传感器、液晶模块（LCD）和一个32kHz的挂钟用振荡器。该计划的杰出特点是节能经用，仅需一枚扣子电池，就能够接连作业10年以上。
作业原理
图一所示MCU扩展体系的电源是一枚CR-2032型扣子式锂电池，这种电池的容量为220mAh。要让体系到达接连作业10年（87600小时）的要求，答应的最大负载电流能够用以下办法计算出来：
220mAh / 87，600小时 = 2.51 A
这个测温体系不光要丈量温度，还要接连显现丈量成果。当体系处于单步形式时，TMP100温度传感器每完结一次丈量，就会主动进入关断形式，此刻的典型功耗为0.1 A;体系处于节能低功率形式（LPM3）时，晶振、LCD驱动器和16位守时器持续作业，此刻MSP430的典型功耗为0.9 A;3位半LCD的典型功耗为1 A。
体系每个作业周期的耗电状况如图2所示，温度传感器、MCU和LCD的总功耗平均值为2.45 A。为了尽可能延伸电池的运用寿命，在作业周期内的绝大多数时刻，体系都处于等候形式。
硬件规划说明
电池加上一只0.1 F的去耦%&&&&&%，构成了这个体系的电源。MCU的复位端衔接一只68k的上拉电阻，时钟脉冲（ACLK）取自32.768KHz的挂钟用晶体。在I2C总线的SCL（时钟）和SDA（数据）上，别离衔接一只10K的上拉电阻。
作业原理
MCU同温度传感器之间经过I2C总线衔接。I2C总线占用2条MCU输入输出口线，二者之间的通讯彻底依托软件完结。温度传感器的地址能够经过2根地址引脚设定，这使得一根 I2C总线上能够一起衔接8个这样的传感器。本计划中，传感器的7位地址现已设定为1001000。MCU需求拜访传感器时，先要宣布一个8位的寄存器指针，然后再宣布传感器的地址（7位地址，低位是WR信号）。传感器中有3个寄存器可供MCU运用，8位寄存器指针便是用来确认MCU终究要运用哪个寄存器的。本计划中，主程序会不断更新传感器的装备寄存器，这会使传感器作业于单步形式，每更新一次就会丈量一次温度。
要读取传感器丈量值寄存器的内容，MCU有必要首要发送传感器地址和寄存器指针。MCU宣布一个发动信号，接着宣布传感器地址，然后将RD/WR管脚设为高电平，就能够读取丈量值寄存器。
为了读出传感器丈量值寄存器中的16位数据，MCU有必要与传感器进行两次8位数据通讯。当传感器上电作业时，默许的丈量精度为9位，分辨力为0.5 C/LSB（量程为-128.5 C至128.5 C）。本计划选用默许丈量精度，根据需求，能够从头设置传感器，将丈量精度提高到12位。假如只要求作一般的温度指示，比方主动调温器，那么分辨力到达1 C就能够满意要求了。这种状况下，传感器的低8位数据能够疏忽，只用高8位数据就能够到达分辨力1 C的规划要求。因为读取寄存器时是按先高8位后低8位的次序，所以低8位数据既能够读，也能够不读。只读取高8位数据的长处有二，第一是能够缩短MCU和传感器的作业时刻，下降功耗;第二是不影响分辨力目标。
MCU读取传感器的丈量值后，接下来就要进行换算并将成果显现在LCD上。整个处理进程包含：判别显现成果的正负号，进行二进制码到BCD码的转化，将数据传到LCD的相关寄存器中。
数据处理结束并显现成果之后，MCU会向传感器宣布一个单步指令。单步指令会让传感器发动一次温度测验，然后主动进入等候形式，直到模数转化结束。MCU宣布单步指令后，就进入LPM3形式，这时MCU体系时钟持续作业，发生守时中止唤醒CPU。守时的长短能够经过编程调整，以便习惯详细运用的需求。
功用扩大
完成上文所述计划的程序代码只要400字节左右，而MCU的 Flash程序存储器有8k之多。此外，尽管MCU有256字节的RAM，可是本程序一个字节都不用用。这256字节的RAM以及那些未用的在体系可编程 （ISP）Flash存储器能够用来记载历史数据。别的，MCU还剩下22根输入输出口线、一个双端电压比较器和一个完好的三通道16位守时器Timer A，这些闲暇的资源能够用来完成其他一些常用的功用，例如键盘、组成铃声、模数转化、电池电量检测以及串行通讯功用。因为体系时钟运用的是32kHz的挂钟晶体，所以能够运用守时器中止完成时钟功用（RTC）。
因为温度传感器和MCU之间选用了I2C总线，所以，能够依托分配不同的地址衔接更多的传感器。以3位地址的TMP100传感器为例，总线上最多能够一起衔接8枚传感器。
小结
本文介绍了一种极低功耗测温设备的软硬件规划计划，计划选用了MCU、传感器和LCD显现屏，具有功用完善、节能经用、结构简略、外形细巧、价格低廉等长处。依照该计划制造的测温设备不光能够到达丈量要求，并且能够在运用一枚3V电池供电的状况下，接连作业10年以上而不用替换电池。
