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基于MSP430单片机的高精度电子天平设计

导读: 随着现代电子技术和微电脑技术的迅速发展,应用到天平领域,出现了电子天平。本文介绍了一种利用内部带S-D模数转换器的单片机MSP430F4250构成的电子天平设计方案,这可以大大降低产品的成本,同时又能满足设计的要求。

  本设计使用专用的电子天平液晶显示模块,相比通用型液晶显示模块显示信息丰富而有针对性,而且由于功能简单、生产量大,同时具有价格便宜的优点。

  专用型液晶显示模块采用了存储单元和显示单元一一对应的显示方式,对于单片机来说,只要在相应的存储单元写入“1”或“0”就会点亮或熄灭相应的显示单元,操作非常简单。液晶模块和单片机的接口为串行方式,由一根数据线和读写信号线组成。由于MSP430F4250没有读写信号线,所以用I/O口来控制读写时序,同样非常方便。

 

  前置放大

 

  前置放大电路使保证测量精度的关键部分,在本设计中采用了仪器放大器的基本电路,用两个OP07组成,如图3所示。

 

  

  图3 前置放大电路

 

  OP07 为低零漂的运算放大器,价格便宜。本电路关键是R13和R14这两个电阻需要精确的匹配。在装配过程中R13和R14使用了精度为0.1%的精密电阻,再加上人工的精确匹配,使本电路的漂移和共模抑制比都能达到很高的标准。同时输出的信号再经过RC网络的滤波传送到A/D转换器的输入端,可以确保测量信号的稳定。在实际使用中也确认了这一点。

 

  软件设计

 

  本设计使用C语言编程,编译调试工具使用IAR的EW430 3.30a,高效地完成了本电子天平的程序设计。

 

  结语

 

  以内部带16位S-D模数转换器的单片机MSP430F4250为核心组成的电子天平,省去了独立的S-D模数转换器,降低了产品的成本,同时又能够达到足够的精度。采用本设计的电子天平已经投入正式生产,在当前竞争激烈的市场上,凭借良好的性能价格比,取得了很好的经济效益。

 

  参考文献:

  1. 沈建华、杨艳琴、翟晓曙,“MSP430系列16位超低功耗单片机原理与应用”,清华大学出版社,2004.11.

  2. 胡大可,“MSP430系列单片机C语言程序设计与开发”, 北京航空航天大学出版社,2005.1.

  3. “MSP430F42x0 mixed signal micro controller datasheet”,Texas Instruments Incorporated,2005

  4. “MSP430x4xx Family User‘s Guide (Rev. E)“, Texas Instruments Incorporated,2005

  5. ”MSP430x2xx Family User’s Guide Extract, “Texas Instruments Incorporated,2005