摘要：介绍了可同时测量本地温湿度和异地温度的系统的硬件和软件设计，并就电池供电的低功耗要求，详细讨论了增加的光控电路、电子开关等硬件节能措施和保证收发同步的软件措施。

     关键词：HT48R06A-1单片机 MSP430F135单片机 低功耗

便携式智能仪器具有体积小、重量轻和便于携带的特点，一般用电池作为其供电电源，因此降低功耗便成为主要的设计指标。在设计过程中，除了选用各种低功耗的器件和芯片外，还必须在满足（或牺牲一点）速度等指标要求的前提下，进行降低功耗的硬件和软件设计，以使整个系统运行的功耗最小。本文详细介绍了一种低功耗的便携式无线温湿度测量系统的设计，该系统能同时测量20米范围内的异地温度及本地温湿度，还具有时间显示、闹钟提醒等功能。

图1

1 系统的硬件设计

本系统由无线发送和接收两部分组成，发送部分由HT48R06A-1单片机、温度/频率转换电路、无线发送模块等组成，接收部分由MSP430F135单片机、无线发送模块等组成，接收部分由MSP430F135单片机、无线接收模块、温湿度测量电路、时钟电路及其它电路组成。系统硬件框图如图1所示。

1．1 无线发送部分

发送部分的处理器采用HT48R06A-1单片机，片内集成了一个外部中断、一个8位定时器和一个看门狗定时器，其休眠状态电流仅为5μA，可以满足本系统硬件的要求和低功耗要求。HT48R06A-1内部没有A/D转换器，出于成本考虑，采用图2所示的由555定时器组成的温度/频率转换电路。它其实是一个多谐振荡器，Rt为热敏电阻，图中多谐振荡器产生的高、低电平脉宽分别为：

TH=（R3+Rt）C4ln2

TL=RtC4ln2

于是可得：Rt=[(TL)/(TH-TL)]R3

    利用HT48R06A-1的定时器测出TH和TL后，便可求出热敏电阻值，查表后即可得到相应的温度值。

1．2 接收部分

接收部分的处理器选用TI公司的MSP430F135单片机，它的片内集成了丰富的功能单元，能够满足本系统的硬体要求；它同时提供ACLK、MCLK和SMCLK三种不同频率的时钟给不同的模块，使整个系统具有超低功耗。单片机在低功耗模块3下，耗电仅为1.6μA左右，且ACLK仍保持活动以提供实时时钟，可以满足系统的低功耗要求和实时性要求。

液晶驱动器选用Holtek公司的HT1622芯片，它的工作电压为2.7～5.2V，可驱动32×8段段码，正常工作时耗电80μA（Vcc=3V）左右，液晶玻璃片的工作电压不超过2.7V。时钟电路选用Philips公司的低功耗实时时钟芯片PCF8563，它有1.0～5.5V的大工作电压范围，工作电流仅为0.25μA(Vcc=3.0V,25℃)左右。

为进一步降低系统功耗，在系统中加入光控节能电路。在光线不足时，关闭液晶驱动器和无线接收模块，单片机进入低功耗模块3，以降低功耗。图3为光控节能电路的原理图，Rg为光敏电阻。P1口是具有施密特输入特性的带中断功能的I/O口，设置P1.2为上升沿触发，P1.3口为下降沿触发。随着光线的增强（减弱），Rg阻值减小（增大），P1.3（P1.2）口电位下降（上升），当下降（上升）到下降沿（上升沿）输入门槛电压时，触发中断，单片机退出（进入）低功耗模块，同时打开（关闭）液晶驱动模块和无线接收模块电源。实验测得，加入该节能电路后，接收部分在夜间耗电至少少白天减少70μA。

图3

    1．3 无线收发模块

从成本和可靠性的角度考虑，选用河南安阳新世纪电子研究所的F05C（发射模块）和J04H（接收模块）。它们的频率一致性好，采用AM调制方式，两者相配合，开阔区最大通信距离约为250m，特别适合多发一收无线遥控及低速数据传输系统。

2 系统的软件设计

2．1 发送部分主程序

发送端主要完成温度的测量及数据发送任务。为降低功耗，HT48R06A-1单片机不需工作时应处于休眠状态。单片机内的8位定时器用于温度的测量，看门狗定时器和片内RC振荡器配合控制连续两次测量和发送