一款基于MSP430的高精度數(shù)字多功能表設(shè)計(jì)

2.2.4 電容的測量

頻率法測電容，選用NE555與待測電容形成諧振電路，諧振頻率與電容值之間存在f=1.49/(Ra+2Rb)Cx的關(guān)系，通過對(duì)電路頻率的測量就可以得到電容值。

2.2.5 晶體三極管β值測量

根據(jù)三極管電流IC=βIB的關(guān)系，當(dāng)IB為固定值時(shí)，IC反映了β的變化，所以可以將變化的β值轉(zhuǎn)化為與之成正比變化的電流量。采用鏡像恒流源為基極提供10μA的穩(wěn)定電流，控制基極的電流恒定，通過運(yùn)放將集電極電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，輸出電壓等于電阻R19的分壓，進(jìn)而計(jì)算出IC，進(jìn)而通過公式β=Ic/Ib計(jì)算出結(jié)果。電路如圖5。通過S1控制可分別是對(duì)NPN型和PNP型三極管的β值測量。

2.2.6 顯示電路設(shè)計(jì)

采用128x64液晶，其具有睡眠、正常及低功耗工作模式，可滿足系統(tǒng)工作低功耗的要求。此外還提供畫面清除、顯示開/關(guān)、顯示字符閃爍、顯示移位、睡眠喚醒等功能。

2.2.7 正弦波信號(hào)產(chǎn)生電路

正弦波的產(chǎn)生是采用直接數(shù)字頻率合成數(shù)字化技術(shù)，通過控制相位的變化速度，直接產(chǎn)生各種不同頻率、不同波形。

直接采用DDS芯片AD9850來產(chǎn)生所需頻率的正弦波，再經(jīng)過帶通濾波電路然后由運(yùn)放進(jìn)行放大，增強(qiáng)其帶負(fù)載能力，調(diào)節(jié)運(yùn)放的放大倍數(shù)可以調(diào)節(jié)正弦波的幅值。

3 軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件包括主程序、自動(dòng)關(guān)機(jī)程序及中斷服務(wù)程序等，系統(tǒng)主程序流程如圖6。自動(dòng)關(guān)機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)1分鐘內(nèi)若無任何鍵按下，則系統(tǒng)進(jìn)入低功耗狀態(tài)。1分鐘定時(shí)是通過定時(shí)器斷計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)的，計(jì)數(shù)器變量是全局變量，當(dāng)接收到用戶操作指令后，在主程序中對(duì)該計(jì)數(shù)清零使系統(tǒng)維持在正常模式。

4 結(jié)論

該表采用具有超低功耗的單片機(jī)及DC—DC轉(zhuǎn)換器等為硬件平臺(tái)，通過軟件的控制和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了高精度、低功耗。實(shí)驗(yàn)表明，各參數(shù)的測量精度均可達(dá)到0.20%。在一節(jié)9V電池供電情況下，可以正常工作一年。該表的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)在2012年的山東省電子設(shè)計(jì)競賽中獲一等獎(jiǎng)。