本文采用 MSP430 系列单片机作为 MCU 板的核心控制元件来设计部分数据采集系统。

MSP430 系列单片机是由 TI 公司开发的 16 位单片机,其突出特点是强调超低功耗,非常适合于 各种功率要求低的场合[2]。该系统的采样电路采用 MSP430 单片机内部 12 位的 A/D,使得系统 的硬件电路更加简单化,功耗低。由于该系列较高的性能价格比,应用日趋广泛。

1。2。1 课题研究背景

目前很大部分智能家居系统[3]都存在功能单一的问题，如可监测的环境变量变少，可控 制的设备或机型少，缺乏通用性，有的仅有检测而无控制功能。传统的环境监控系统往往功 能单一，监测对象仅限室内温度和湿度，没有其他环境参数如空气污染程度、厨房燃气浓度 等，也没有对室外环境参数进行监测。目前几乎所有的智能家居系统都没有实现真正的智能 控制功能，不能根据环境变化无人干预地自主地对设备进行控制，智能化程度较低[4]。目前 多数智能家居系统功能有限，价格也不低，还有少数功能完备的系统需要在住宅进行室内装 潢时同时布设，难以在现成的居室中直接使用，居室智能化改造成本过高。这也是影响智能 家居系统普及率的重要原因之一。

1。2。2 课题研究意义

基于当今的这些现状，此次科研训练我们设计了基于 MSP430 单片机的部分环境采集系 统，旨在实现室内外多种环境参数同时监测，涵盖室内温度、湿度、空气质量，室内燃气等， 监测范围更为广泛。增设环境预警功能，当室内环境参数异常， 如煤气泄漏等时，系统将发 出声光报警并立即打开窗户，不贻误处置时机，将损失降到最低。当发生意外事件导致室内 尤其厨房环境参数存在异常时，将第一时间以声光报警进行本地预警，提醒用户不要贻误时 机，及时处置。整个装置体现了高效、简洁、易实现并突出节能环保的理念。

1。3 MSP430F149 单片机介绍

MSP430F149 是一个 16 位的，超低功耗的，采用精简指令集的混合单片机[5]，它具有丰富 寻址方式，而且它所包含的寄存器和存储器都能够参与运算的，还具有高效的查表处理指令。

MSP430F149 是 MSP430X14X 系列中的一种，它是由两个 16 位的定时器、一个看门狗、 一个比较器、两路 USART 通信端口、两个外部时钟、一个 14 路的 12 位模数转换器、6 路 P 口和一个 DCO 内部振荡器构成的,支持 8M 时钟。文献综述

1。3。1 MSP430F149 芯片特点

1）低电源电压的范围：1。8～3。6V。

2）功耗超低：

2。5μA @ 4KHz,2。2V； 280μA @ 1MHz,2。2V。

3）5 种节电的方式： 等待方式 1。6μA；

RAM 保持节电方式 0。1μA。 4）从等待方式唤醒的时间小于 6μA。

5）16 位的 RISC 结构，125ns 指令周期[6]。

6）基本时钟模块的配置：

高速晶体(最高 8MHz)；低速晶体(32768Hz)；DCO。 7）与外部器件组合能组成单斜边的 A/D 转换器。

8）具有 12 位 200Ksps 的 A/D 转换器，具有采样保持的功能。

9）具有内部温度传感器。

10）拥有 3 个 16 位比较寄存器/捕获寄存器的定时器。

11）具有可以用于异步或者同步(UART/SPI)模式的两通道的串行通信接口[7]。

12）具有 6 个 8 位的并行端口，其中有 2 个具有中断能力。

13）具有硬件乘法器。

14）具有多达 60KB 的 FLASH ROM 和 2KB RAM。

15）具有串行在线系统编程功能。

16）具有保密熔丝的程序代码保护功能[8]。