基于MSP430無(wú)線(xiàn)照度計節點(diǎn)的設計

　　其采用的電流輸出方式可以方便地將輸出信號轉換為電壓信號，無(wú)需調理電路，可直接與單片機連接。其功能框圖如圖3所示。

　　從圖3(a)中可以看出，LX1971具有兩路電流輸出(SNK和SRC)。為了將電流信號轉換為電壓信號，可以根據增益范圍的需要選擇合適的電阻(5KΩ到50 KΩ)，并按照圖中的連接方法，選擇一路或兩路方式接入電阻。LX1971兩路輸出端電壓隨光照強度變化關(guān)系如圖3(b)所示，SNK端電壓隨光照強度增強而減小，SRC端電壓隨光照強度增強而增大。有賴(lài)于LX1971芯片中集成的精確內部增益放大器和平方根轉換功能，大大縮減了外圍電路的設計復雜性和難度。該芯片與核心控制器連接方式如圖4所示。

　　根據環(huán)境最大照度對應電流值和核心控制器A/D轉換器輸入量程，確定電阻R1和R2的值，并通過(guò)調節電容C1改變響應時(shí)間。

　　本文設計的照度計節點(diǎn)主要用于閱覽室等室內環(huán)境照度的監控，根據民用建筑照明設計標準^[4]，一般閱覽室內照度不超過(guò)300Lux。因此本文設計的照度計測量范圍選擇為0~300Lux，根據式1所示，1Lux對應的電流值約為0.05uA，為滿(mǎn)足A/D轉換器分辨率的要求，圖3中電阻R2選擇為100kΩ，使得1Lux對應5mV電壓輸出，再通過(guò)調節電阻R2確保電壓輸出在A(yíng)/D轉換器測量范圍之內。

　　1.2 核心控制器的選擇

　　為了確保無(wú)線(xiàn)照度計節點(diǎn)能在電池供電情況下連續工作較長(cháng)時(shí)間，因此整個(gè)系統必須考慮采用低功耗器件，核心控制器選擇采用德州儀器公司(Texas Instruments)的MSP430G2553單片機，該單片機為16位低功耗單片機。該芯片采用3.3V供電，具有5種節能模式可供選擇。在待機模式下，電流值僅為0.5uA，而在休眠模式下，電流消耗僅需0.1uA。該芯片采用20腳TSSOP封裝方式，體積較小，便于節點(diǎn)的設計小型化。此外，該芯片集成了10位內建A/D轉換器，采樣率達200KSPS，對模擬信號的采樣和轉換已足夠^[5]。該芯片功能模塊圖如圖5所示。