EDN China > 设计实例 > 测试与测量 > 通用测试仪器 > 正文
? 2016博客大赛-不限主题,寻找电子导师,大奖升级??

(多图) 基于MSP430F448单片机的交流数字电压表设计

2012年02月27日 ?? 收藏0
  摘要:描述了一种简易的交流数字电压表的系统设计。系统以MSP430F448为核心,该单片机内部集成了12位的A/D转换器,转换器带有内部参考源、采样保持、自动扫描特性,极大地简化了硬件设计。因为单片机内部中断资源丰富,电压转换、定时等都采用中断触发,减少了系统响应时间,提高了软件执行效率。此外该单片机的液晶驱动能力可达160段,可以直接将A/D转化数据显示在LCD上。

  MSP430F44x系列是TI公司推出的一款超低功耗的16位单片机,其运算速度快而且体积小。片内集成了8路12位A/D、串行通信接口、看门狗定时器、比较器、硬件乘法器等外围设备模块,从而降低了应用电路的复杂程度,提高了系统的可靠性。该芯片可以工作于2.5 V和3.3 V两种电压下,并且可以处于休眠状态,此时的频率只有32768 Hz,功耗非常低,环境温度范围为-40~+125℃。这些优点非常适合设计便携式,且要求长时间连续工作,环境温度变化宽的智能仪器仪表设备。MSP430F44x系列单片机具有其他单片机无法比拟的优点,用其来实现交流电压的测量是一种很好的设计方案。

  1 系统总体方案设计

  本系统主要由以下4大模块组成:中央处理器、电源电路、电压极性转换电路和显示电路。

  为了保证硬件电路设计的通用性,采用单级性电压测量的方法,将输入的双极性电压转换成单级性电压进行测量。然后将转换后的电压送入单片机A/D模拟通道进行模数转换,最终将转换的数字信号在LCD液晶上显示。系统设计框图如图1所示。

图1 系统设计框图
图1 系统设计框图

  2 系统硬件设计

  2.1 电压极性转换电路

  从图2的电路中可以得到,首先通过变压器将220 V的交流电压降成8 V的交流电压,再经过极性转换电路将双极性的交流电压转换为单级性的交流电压。电路中的R405电位器主要用于调节参考电压,R404电位器用于调节交流输入电压的幅度。经过上面电路的处理,可以将输入的交流电压转换成0~3 V的单级性交流电压,这样很容易使用MSP430单片机自带的A/D转换通道进行模拟量采集,从而实现交流电压的测量。其中,极性转换电路主要由放大电路实现,在此我采用MCP601放大芯片。

图2 电压极性转换电路
图2 电压极性转换电路

  2.2 电源电路

  用电池给系统供电,由于MSP430系列有内置模拟电源和模拟地,所以要进行模拟电源和数字电源的转换,以便给芯片供电。然后将电池电源转换为3V左右的电源给系统供电。具体电路如图3所示。

图3 电源电路
图3 电源电路

  2.3 A/D转换、输出显示电路及JTAG接口电路

  A/D转换用到了模拟输入通道A0,LCD显示用到了S0至S20,使用4MUX模式。液晶所需要的模拟信号由外接的等值电阻产生。具体电路如图4所示。

图4 A/D、LCD、JTAG电路
图4 A/D、LCD、JTAG电路


上一页123下一页
?? ?? ??


打开微信“扫一扫”,打开网页后点击屏幕右上角分享按钮

1.扫描左侧二维码
2.点击右上角的分享按钮
3.选择分享给朋友
?? ??

A/D转换器? 自动扫描? 中断触发?

相关文章

我来评论
美国的游客
美国的游客 ??? (您将以游客身份发表,请登录 | 注册)
?
有问题请反馈