基于MSP430模拟指针数显仪表的设计

摘? 要 本文介绍了基于MSP430F149交流电压表。该仪器具有精度高，测压范围广，抗干扰能力强，稳定性好，功耗低等特点。电压测量电路将输入直流电压转变为0～2V的直流电压，并由MSP430F149中的ADC模块将采集到的模拟电压信号转化为数字信号供单片机判断处理和显示。根据调试和温度测量结果，本温度计达到了设计的预期目标。测量数据满足了精度要求和稳定性要求。 关键词： MSP430，低功耗，电压测量，液晶显示 选题背景和意义 “绿色”、“环保”、“节能”等词汇越来越频繁的出现在我们的生活中，“低功耗”、“微功耗”乃至“零功耗”设计成为现今电子行业的热门话题。很多领域对产品的功耗、辐射方面的技术指标提出了越来越严格的要求，因此低功耗设计技术已经成为众多厂家竞争的新领域。MSP430系列单片机是一个特别强调超低功耗性能的单片机品种，它适合应用在要求极低功耗消耗的场合。 ??? 水是从水位高的地方向水位低的地方流动的，两处水位之差叫做水位差。与水的情况相似，电流也是从电位高的物体向电位低的物体流去的，这两物体电位之差称为电位差，又叫做电压。较为理论的说法是：两点电位之差，称为电位差，也叫电压，它是搬运单位电荷从高电位到低电位时，电场力所做的功。 测量电压用电压表。把电压表并联到要测量电压的两端，就可以直接从电压表上读出这两端的电压来。电压的单位是伏特简称伏。电压是一个非常重要的电学量，是工业生产过程的重要参数之一，在国防、军事、科学试验及工农业生产过程中，电压检测及其控制都具有十分重要的作用。 随着微电子技术的不断发展，以单片机为主体，将计算机技术与测量控制技术结合在一起，组成了智能仪表。 低功耗的电压测量仪器是现代发展的必然要求，其可做为手持设备应用于个个领域，并具有精度高、量程广等特点，最小测量精度为0.1V，测量范围为0～200V。 1.2本文思路 随着仪器仪表行业的发展，单片机广泛应用于各种仪表，其产品具有良好的人机界面，效率高、使用灵活，功能强大，可以用较少的硬件和适当的软件相互配合可以很容易地实现设计要求，且灵活性强，可以通过软件编程来完成更多的附加功能。本设计采用MSP430F147单片机为主控器，以MCP601组成的二阶低通多反馈滤波器对输入电压进行稳压，实现对被测电压的测量，输出采用LCD1602液晶显示设备，实时显示电压。 功能说明 直流电压测量系统能够测量输入交流电压信号的有效值，测量范围为0～200V，测量精度为0.1V。并将测得值送至LCD显示屏显示。测量电压时采用20ms内40次测量取中间32次测量值的平均值作为测量结果，以提高测量精度。MSP430F149单片机具有低功耗特点，能够有效的降低系统功耗。同时电路具有JTAG接口，能够利用JTAG板进行系统的在线仿真。 2.2基本原理 直流电压表是计算机技术、测量仪表和控制技术的结合，它可以完成电压测量、数据计算和自动控制等功能。该系统主要由电源电路、MSP430单片机、电压测量电路和液晶屏幕显示几部分组成。电压测量电路中的二阶低通多反馈滤波器完成对输入直流电压信号的稳压滤波操作，提高了测量精度，将转换后的直流电压信号传递给单片机，单片机ADC模块完成对数据和信号的处理和转化后，由单片机输出信号控制LCD显示当前电压值。 本系统主要由五部分组成：电源电路、电压测量电路、MSP430F149单片机、JTAG仿真电路和液晶显示。 ??电压测量电路主要检测输入交流电压信号，并将其转换为相应的直流信号。再经由ADC转换为数字信号后，经过单片机处理得到输入电压的有效值，然后送至LCD1602液晶显示器上显示。JTAG接口便于系统的在线仿真。