MSP430G2553单片机小型智能浇花装置设计+源代码+PCB图(4)
1.3.1 MSP430单片机的特点
1.MSP430单片机采用1.8-3.6V的单电源操作，独特的零功耗掉电复位信号功能，端口漏电流低于50nA，低功耗的外设能独立于CPU单独运行，减少CPU使用率。
2.MSP430单片机内核采用16位RISC（reduced instruction set computer，精简指令集计算机）处理器，单指令周期，运算能力和速度优势明显，某些型号的MSP430单片机内部带有硬件乘法器，在DMA控制器的配合下，性能堪比DSP。
3.MSP430单片机采用冯诺依曼结构，寄存器和数据段（即RAM）与代码段（即 ROM，FLASH或FRAM）统一编制。这样代码在RAM里同样可以运行，每款MSP430 单片机都有FLASH（或FRAM）控制器，通过它可以对 ROM 的区的代码进行擦写。
4.MSP430单片机作为混合信号处理器，模拟设备也是一大特色，运算放大器、比较器、ADC、DAC应有尽有。以ADC为例，有高速的ADC10、ADC12；有高精度的SD16、SD24。
5.MSP430单片机具有多种通信接口，涵盖UART、I2C、SPI、USI等等，适用于各种协议下的数据中继器、转发器、转换器的应用中。
1.4 本章小结
本章主要介绍了小型智能浇花系统的研究背景，意义和方法。并对其研究方法进行了简述，介绍了小型智能浇花系统的结构图，随后依次介绍了湿度传感器的分类和发展状况以及单片机MSP430的特点。
2 硬件设计
2.1 整体方案框图
2.1 整体方案
2.1.1 方案概述
A.传感器：采用电容式湿度传感器HS1101，该传感器与其它产品相比，有着显著的优点：（1）无需校准的完全互换性；（2）长期处于饱和状态；（3）可靠性高，稳定性高；（4）特有的固态聚合物结构；（5）适用于线性电压输出和线性频率输出；（6）响应时间快。
当相对湿度在0%-100%RH范围内变化时；传感器的电容量由162pF变到200pF,其误差不大于2%RH；响应时间小于5s；温度系数为0.04pF/C，可见精度是高的，且线性度很好，斜率近似为0.34%RH。在测量温度为25摄氏度，工作频率10kHZ条件下，其工作曲线如图2.2所示。
2.2 HS1101工作曲线
B.湿度测量电路：湿度测量电路主要是将传感器的电容值转换成电压值。该电路
是由方波发生器发生一定频率的方波，该方波由后续单稳电路变换成定宽的方波，其宽度与传感器的电容量成正比，定宽的方波经过平均值电路及差分放大器转换成与传感器电容量成正比的电压。
C.单片机控制系统：根据MSP430的工作手册可知，单片机与计算机组成的控制系统只需要将上述湿度测量电路所输出的电压值作为单片机其中一个引脚的输入，然后通过程序使得在不同的湿度范围内，通过另一个脚输出高低电平，从而控制驱动电路。
D.驱动电路：由于继电器的控制电压是5V，单片机输出的高电平只有3.3V，不足以使继电器的线圈吸合，所以采用了继电器触发电路。当单片机输出低电平时，触发电路输出一个5V左右的电压使继电器吸合，否则则输出一个高电平，继电器无法吸合；
E.执行机构：采用内部带有电磁阀的微型直流水泵，通过继电器来控制其通断。
F.电源模块： 在12V直流电压源基础上设计一个3V，5V，12V的电源模块以满足湿度测量电路及驱动执行机构的供电。
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