用MSP430设计超低功耗数字温度计

　　概述

　　很多地方都需要测量温度。在设计温度遥测系统时，通常需要采用电池供电的极低功耗模块。传统的测温手段比较多，但不论是采用分立晶体管、热敏电阻，或者是热电偶，功耗都降不下来。本文介绍了一种满足低功耗要求的可行方案，该方案使用一枚极低功耗的、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的钟表用振荡器。该方案的突出特点是节能耐用，仅需一枚纽扣电池，就可以连续工作10年以上。

　　工作原理

　　图一所示MCU扩展系统的电源是一枚CR-2032型纽扣式锂电池，这种电池的容量为220mAh。要让系统达到连续工作10年（87600小时）的要求，允许的最大负载电流可以用以下方法计算出来：

　　220mAh / 87，600小时 = 2.51 A

　　这个测温系统不但要测量温度，还要连续显示测量结果。当系统处于单步模式时，TMP100温度传感器每完成一次测量，就会自动进入关断模式，此时的典型功耗为0.1 A;系统处于节能低功率模式（LPM3）时，晶振、LCD驱动器和16位定时器继续工作，此时MSP430的典型功耗为0.9 A;3位半LCD的典型功耗为1 A。

　　系统每个工作周期的耗电情况如图2所示，温度传感器、MCU和LCD的总功耗平均值为2.45 A。为了尽可能延长电池的使用寿命，在工作周期内的绝大多数时间，系统都处于等待模式。

　　硬件设计说明

　　电池加上一只0.1 F的去耦电容，构成了这个系统的电源。MCU的复位端连接一只68k的上拉电阻，时钟脉冲（ACLK）取自32.768KHz的钟表用晶体。在I2C总线的SCL（时钟）和SDA（数据）上，分别连接一只10K的上拉电阻。