原创 【TI博客大赛】基于MSP430的数字式电参数测试仪

 摘要：本系统以MSP430F449为控制器实现了一台低功耗数字式电参数测试仪，分为电阻测量模块、电流测量模块、电压测量模块、频率测量模块四个部分。采用恒流法将电阻值转换为电压值，通过感测电阻将电流值转换为电压值，电阻、电流测量都转化为电压测量。电压测量以ADS1232 为核心器件。频率测量模块将50mV的正弦信号进行整形、分频后送入控制器测频。本系统电阻测量范围为10Ω～1MΩ，相对误差≤0.3%；电流测量范围为100µA～10mA，相对误差≤0.2%；电压测量范围为100mV～10V，相对误差≤0.1%；频率测量范围为10HZ～100kHZ，相对误差≤0.01%。功耗为W。系统工作稳定，操作简便。

1系统总体方案

    系统以MSP430F449为控制器，用红、黑表笔作输入接口，分为电阻测量、电流测量、电压测量、频率测量模块。系统框图如1.1。下面对各部分进行论证和分析。

                         图1.1 系统框图

2方案论证

2.1控制器的选取

常用的控制器有单片机、FPGA、DSP、嵌入式微处理器ARM。考虑题目对系统功耗的高要求，本系统选取TI公司推出的MSP430F449超低功耗16位混合信号处理器。

权衡各方面，最终我们选取MSP430F449作控制器。MSP430F449工作电压为1.8~3.6V；活动模式功耗为280μA（1MHz，2.2V），待机模式功耗为1.1μA，掉电模式功耗为0.1μA；有5种节电模式，有两个带捕获/比较寄存器的16位定时器。

2.2电阻测量方案选择与论证

方案一：电桥法

电桥法又称零指示法，通过调节、使电桥平衡，这时电表读数为零，电路原理图如图2.1。根据电桥平衡条件及已知参数可求出未知阻值。但是调节电阻值一般只能手动，且电桥平衡的判别亦难以用简单的电路实现。此方案不易实现自动测量。

方案二：谐振法

用555定时器接成一个多谐振荡器，把电阻值转换成单片机很容易处理的频率信号，这种处理方法便于实现仪表的智能化，但是一方面电容的精度难以保证，另一方面功耗较大。