一款基于MSP430的高精度數字多功能表設計

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(guò)對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

根據三極管電流IC=βIB的關(guān)系，當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的穩定電流，控制基極的電流恒定，通過(guò)運放將集電極電流信號轉換為電壓信號，輸出電壓等于電阻R19的分壓，進(jìn)而計算出IC，進(jìn)而通過(guò)公式β=Ic/Ib計算出結果。電路如圖5。通過(guò)S1控制可分別是對NPN型和PNP型三極管的β值測量。

2.2.6 顯示電路設計

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

2.2.7 正弦波信號產(chǎn)生電路

正弦波的產(chǎn)生是采用直接數字頻率合成數字化技術(shù)，通過(guò)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(lái)產(chǎn)生所需頻率的正弦波，再經(jīng)過(guò)帶通濾波電路然后由運放進(jìn)行放大，增強其帶負載能力，調節運放的放大倍數可以調節正弦波的幅值。

3 軟件設計

系統軟件包括主程序、自動(dòng)關(guān)機程序及中斷服務(wù)程序等，系統主程序流程如圖6。自動(dòng)關(guān)機程序實(shí)現1分鐘內若無(wú)任何鍵按下，則系統進(jìn)入低功耗狀態(tài)。1分鐘定時(shí)是通過(guò)定時(shí)器斷計數實(shí)現的，計數器變量是全局變量，當接收到用戶(hù)操作指令后，在主程序中對該計數清零使系統維持在正常模式。

4 結論

該表采用具有超低功耗的單片機及DC—DC轉換器等為硬件平臺，通過(guò)軟件的控制和優(yōu)化，實(shí)現了高精度、低功耗。實(shí)驗表明，各參數的測量精度均可達到0.20%。在一節9V電池供電情況下，可以正常工作一年。該表的設計及實(shí)現在2012年的山東省電子設計競賽中獲一等獎。