基于MSP430數(shù)字式電壓表.docx

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1、課程設(shè)計(jì)題目：基于MSP430數(shù)字式電壓表院系：電子與信息工程學(xué)院班級(jí)：學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)老師：2016年7月6日Msp430數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)一、目標(biāo)采用MSP430單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字電壓表的功能，本數(shù)字電壓表由MSP430F5529作為主控器件，A/D轉(zhuǎn)換器采用MSP430自帶轉(zhuǎn)換器，利用單片機(jī)靈活的編程設(shè)計(jì)和豐富的I/O端口，及其控制的準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)數(shù)字電壓表的硬件電路和軟件設(shè)計(jì)。利用外部硬件電路對(duì)不同檔位的輸入電壓進(jìn)行處理，使電壓達(dá)到單片機(jī)測(cè)量范圍，實(shí)現(xiàn)基本的數(shù)字電壓表功能，使其可以測(cè)量0~16.5V的電壓值，并且誤差控制在0.02v

2、以內(nèi)，最后在AY-SEBModule板的液晶屏上顯示。該系統(tǒng)的數(shù)字電壓表電路元件較少，成本低，調(diào)節(jié)工作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。在電壓測(cè)量中有較強(qiáng)的實(shí)用性。二、器件1.MSP430F5529LP開發(fā)板2.AY-SEBModule核心板3.測(cè)試前端（電阻分壓和電壓跟隨器組成）三、原理分析測(cè)試前端包括電阻分壓和電壓跟隨器，即輸入電壓前接電阻分壓電路和LM358運(yùn)算放大器組成的電壓跟隨器，電阻分壓能增大測(cè)量量程(可通過(guò)改變兩個(gè)電阻比值而改變量程)。運(yùn)算放大器同時(shí)起到增加輸入阻抗的作用，使得電阻分壓得到的電壓更穩(wěn)定，避免影響被測(cè)量的電壓值。用MSP430F5

3、529開發(fā)板P6.0（A0）通道采用中斷方式，不間斷連續(xù)采集輸入電壓，通過(guò)程序控制，由MSP430F5529開發(fā)板的AD轉(zhuǎn)換電路完成電壓的采集，對(duì)采集信息處理?yè)Q算后，把電壓發(fā)信息至AY-SEBModule核心板液晶屏上顯示。四、硬件電路原理分析1.電路設(shè)計(jì)（測(cè)試前端）2.電路分析經(jīng)過(guò)電阻分壓后，檢測(cè)電壓U2=XU1,其中R1=10k，R2=1k，可得U1=11U2,實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大11倍量程的作用。在這里將R2定為1K，是為了方便計(jì)算，可通過(guò)R1的阻值，來(lái)改變?cè)O(shè)計(jì)的電壓表的量程（阻值越大，量程越大）；另外用LM358作為運(yùn)算放大器來(lái)提高精確度。

4、五、數(shù)據(jù)測(cè)量及誤差分析輸入電壓（V）測(cè)試電壓（V）0.1000.1080.3000.2960.7000.6940.8010.7911.0000.9913.0002.9935.0005.0007.0007.0029.0009.00911.00111.00613.00313.02616.50416.5001.誤差分析通過(guò)分析以上測(cè)試數(shù)據(jù)，得出一下結(jié)論由表中數(shù)據(jù)和圖例可以看出電壓測(cè)量分辨率<0.01V，通過(guò)統(tǒng)計(jì)求均值可得出測(cè)量誤差<1%。達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。測(cè)量值與實(shí)際值有一定的誤差，并且誤差隨著輸入電壓的增大而變大。其原因是輸入電路中由電阻串聯(lián)

5、構(gòu)成來(lái)實(shí)現(xiàn)分壓，電阻參數(shù)的變化及負(fù)載效應(yīng)會(huì)引起分壓比的誤差；運(yùn)算放大器本身存在漂移和噪聲，開環(huán)增益和開環(huán)輸入電阻不無(wú)窮大，因此會(huì)引入誤差。由圖例不難看出輸入電壓不是線性的，且隨著輸入電壓增大，誤差也變大，這說(shuō)明信號(hào)源輸入電壓給電路，由于電路本身輸入阻抗不夠高，電路會(huì)向信號(hào)源索取的電流，輸入電壓越大，索取的電流就越大，就導(dǎo)致了誤差增大。2.減小誤差探究在電路中假如一個(gè)射極跟隨器，用它連接兩電路，減少電路間直接相連所帶來(lái)的影響，起緩沖作用。由于動(dòng)態(tài)電壓放大倍數(shù)小于1并接近1，且輸出電壓與輸入電壓同相但是輸出電阻低，具有電流放大作用，所以有功

6、率放大作用，從而提高精確度。六、結(jié)論經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的努力，基于單片機(jī)的簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表基本完成。但設(shè)計(jì)中的不足之處仍然存在。這次設(shè)計(jì)是我第一次設(shè)計(jì)電路，在這過(guò)程中，我對(duì)電路設(shè)計(jì)，單片機(jī)的使用等都有了新的認(rèn)識(shí)。通過(guò)這次設(shè)計(jì)熟練了軟件的使用方法，積累了不少經(jīng)驗(yàn)。。本文設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表測(cè)量一路電壓的功能，詳細(xì)說(shuō)明了從原理圖的設(shè)計(jì)到軟件的調(diào)試。其中有苦也有樂(lè)?？嗟氖亲约旱闹R(shí)太貧乏，到處找資料，問(wèn)同學(xué)；樂(lè)的是在付出過(guò)程中，同學(xué)的幫助，讓我學(xué)到了許多的東西。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，經(jīng)常經(jīng)常出現(xiàn)這樣那樣的問(wèn)題，但是最后還是都得以解決，當(dāng)看到自己的

7、設(shè)計(jì)課題成功時(shí)，心中有一種成就感。忙了幾個(gè)星期的設(shè)計(jì)終于要結(jié)束了，從開始布置題目的期待，到著手設(shè)計(jì)時(shí)，因?yàn)橹R(shí)匱乏的迷惘，再到同學(xué)誠(chéng)心的幫助和老師的釋疑，最后到作品的成功。雖然是一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)，但這期間，對(duì)我來(lái)說(shuō)就是一筆豐富的財(cái)富，是一種成長(zhǎng)。七、另附程序//**************************數(shù)字電壓表程序**************************//MSP430F5529LP-MSP-EXP430F5529LP+AY-SEBModule核心板//描述:P60（A0）通道采用中斷方式，不間斷連續(xù)采集

8、輸入電壓，再經(jīng)液晶屏顯示。//*******************************************************************#include#in