【文章內(nèi)容簡介】 采用的是TI公司的PGA204芯片。PGA204芯片100和1000的可選增益,其輸入偏置電壓最大為50V,輸入偏置電流最大為2nA,具有很高的共模抑制比(115dB,G1000時),適合作為測試儀精密的電壓放大電路。如圖24示為具體的放大電路。 圖24 放大電路圖 由24可以看出,電流源提供在電阻R501上的壓降為2mV,經(jīng)過PGA204適當放大后在V0管腳輸出放大后的電壓。在設計電路時,需要將反饋管腳FB與輸出管腳V0連接在一起。PGA204芯片的A0管腳和A1管腳控制PGA204的增益。該兩個管腳與單片機的一般I/O管腳進行連接,通過單片機來選擇PGA204的增益[10]。表21為A0、A1管腳上輸入電平與增益的關系。 表21 PGA204的增益選擇A1的邏輯電平 A0的邏輯電平 增益0 0 10 1 101 0 1001 1 1000 由表21可以看出,通過在A0管腳和A1管腳上輸入相應的高電平或者低電平就可以獲得相應的增益,使用起來非常方便。 跟隨器 為了獲得穩(wěn)定的恒流源,在放大器電路后增加跟隨器電路。恒流源跟隨器電路選用TI公司生產(chǎn)的具有極低偏置電流1pA的精密運算放大器OPA602來實現(xiàn)[11]。如圖25所示為具體的跟隨器電路圖。 圖25 跟隨器電路圖 在圖25中REF和FB分別是放大電路的參考輸入和輸出。由電流源電路、放大器電路和跟隨器電路組成了本系統(tǒng)的恒流源電路[6]。本恒流源電路提供GmA(G為放大電路的增益)的恒定電流[12]。當G為1時,本系統(tǒng)測量的最大電阻為3kΩ(選用模擬AVcc為3V)。 本系統(tǒng)的單片機電路很簡單,只需要將待測電阻的一端與單片機的1路A/D轉(zhuǎn)換通道進行連接,通過2個一般I/O管腳()與PGA204的A0和A1進行連接。 LCD顯示部分 1602芯片簡介 1602芯片:各個引腳的定義如表22所示。 表22 LCD的引腳定義引腳號 引腳名 電平 輸入/輸出 作用1 Vss 電源地2 Vcc 電源(+5V)3 Vee 對比調(diào)整電壓4 RS 0/1 輸入 0輸入指令1輸入數(shù)據(jù)5 R/W 0/1 輸入 0向LCD寫入指令或數(shù)據(jù)1從LCD讀取信息6 E 1,1→0 輸入 使能信號,1 時讀取信息,1→0(下降沿)執(zhí)行指令7 DB0 0/1 輸入/輸出 數(shù)據(jù)總線Line0(最低位)8 DB1 0/1 輸入/輸出 數(shù)據(jù)總線Line09 DB2 0/1 輸入/輸出 數(shù)據(jù)總線Line110 DB3 0/1 輸入/輸出 數(shù)據(jù)總線Line211 DB4 0/1 輸入/輸出 數(shù)據(jù)總線Line312 DB5 0/1 輸入/輸出 數(shù)據(jù)總線Line413 DB6 0/1 輸入/輸出 數(shù)據(jù)總線Line514 DB7 0/1 輸入/輸出 數(shù)據(jù)總線Line6最高位15 A +VccLCD背光電源正極16 K 接地LCD背光電源負極 1602芯片主要用于顯示時間和定時時間。由點陣字符液晶顯示器件和專用的行、列驅(qū)動器、控制及必要的鏈接件、結構件組裝而成,可以顯示數(shù)字和西文字符,但不能顯示圖形,已經(jīng)可以滿足本次設計的需要。 1602型LCD顯示模塊具有體積小,功耗低,顯示內(nèi)容豐富等特點。1602型LCD可以顯示2行16個字符,有8位數(shù)據(jù)總線D0~D7和RS,R/W,EN三個控制端口,工作電壓為5V,MSP430F149有豐富的端口,共48個I/0數(shù)據(jù)口,本設計單片機通過P2和P5的部分口與顯示器進行連接,~~DB7連接,做數(shù)據(jù)I/O口。, R/W, RS來控制1602并且具有字符對比度調(diào)節(jié)和背光功能。 筆段式LCD顯示器:類似于LED數(shù)碼管顯示器。每個顯示器的段電極包括a, b, c, d, e, f, g七個筆劃(段)和一個背電極BP(或COM)。可以顯示數(shù)字和簡單的字符。 點陣式LCD顯示器:段電極與背電極呈正交帶狀分布,液晶位于正交的帶狀電極間。點陣式LCD的控制一般采用行掃描方式。 顯示電路 單片機應用系統(tǒng)中使用的顯示器主要有發(fā)光二級管LED液晶顯示器和液晶LCD顯示。液晶顯示器簡稱是利用液晶經(jīng)過處理后能夠改變光線傳輸方向的特性,達到顯示字符或者圖形的目的。其特點是體積小、重量輕、功耗極低、顯示內(nèi)容豐富等特點,在單片機應用系統(tǒng)中有著日益廣泛的應用。本設計采用LCD1602作為顯示器 LCD顯示電路用于本系統(tǒng)的顯示實現(xiàn),由于MSP430FW14X單片機本身帶有LCD控制器,因此LCD實現(xiàn)非常簡單,只需要LCD模塊就可以實現(xiàn)。LCD1602共有16個引腳,VSS為接地電源,VCC、Vee接+5V電源,RS為寄存器選擇,高電平時,選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時,選擇指令寄存器。R/W為讀寫信號線,高電平時,進行讀操作,低電平時,進行寫操作。當RS和RW共同為低電平時,可以寫入指令或者顯示地址,當RS為低電平、RW為高電平時,可以讀忙信號,當RS為高電平、RW為低電平,可以寫入數(shù)據(jù)。E為使能端,A和K用于帶背光模塊,不帶背光的模塊,這兩個管腳懸空不接。DB0―DB7為8位雙向數(shù)據(jù)線[12]。 如圖26所示為LCD電路圖。 圖26 LCD液晶顯示電路 時鐘電路 S3530A是一種支持I2C總線的CMOS實時時鐘芯片,它按照CPU傳送來的數(shù)據(jù)設置時鐘和日歷。該芯片通過兩線式與CPU連接,并有兩個中斷/報警系統(tǒng),這樣可減少CPU的軟件工作。 當振蕩電路工作于恒定電壓時,該芯片功耗很小。芯片封裝形式有8腳DIP與8腳SSOP等封裝形式。時鐘電路主要由S3530A芯片來實現(xiàn)。 S3530A芯片的特性 S3530A主要具有以下特性:? 低功耗:。? 寬工作電壓:~。? 年、月、日、星期、時、分、秒的BCD碼輸入/輸出。? I2C總線接口。? 自動日歷到2009包括閏年自動換算功能)。? 內(nèi)置電源電壓檢測電路。? 內(nèi)置穩(wěn)壓電路。? 內(nèi)置上電/掉電檢測電路。? 內(nèi)置報警中斷(雙系統(tǒng))。? 可設固定中斷頻率/事件。? 內(nèi)置32KHz石英晶體振蕩電路(內(nèi)部Cd外部Cg)。? 8個管腳DIP和8個管腳SSOP的封裝[13]。 為了便于進行硬件電路的設計,下面給出芯片的管腳圖,如圖27所示。圖27 S3530A管腳圖 由圖27所示可以看出,該芯片只有8個管腳,這樣使用起來方便,只需要簡單的外圍電路即可,下面對具體的管腳進行介紹。INT1 :報警中斷1輸出腳,根據(jù)中斷寄存器與狀態(tài)寄存器來設置其工作的模式。XIN:晶體連接腳(32768Hz.XOUT:晶體輸出管腳。GND:電源接地。INT2:報警中斷2輸出腳,根據(jù)中斷寄存器與狀態(tài)寄存器來設置其工作模式,當定時到達時,輸出低電平或時鐘信號。它可通過重寫狀態(tài)寄存器來禁止。SCL:串行時鐘輸出腳,由于在SCL上升/下降沿處理信號,要特別注意SCL信號的上升/下降的升降時間,應嚴格遵守說明書。SDA:串行數(shù)據(jù)輸入/輸出腳,此管腳通常用1個電阻上拉至Vcc,并與其它漏極開路或集電器開路輸出的器件通過“線或”方式連接。Vcc:電源管腳。 時鐘電路 時鐘電路主要由S3530A芯片來實現(xiàn)。S3530A通過I2C與單片機進行接口[14]。如圖28所示為具體的時鐘電路圖。 圖28 時鐘電路 由圖28可以看出該電路的設計很簡單。由32KHz晶體、20pF電容和10pF電容構成時鐘電路的振蕩部分,這里電容的值必須嚴格一致才能保證時間的精度。因此XIN管腳必須接20pF的電容來代替,晶體振蕩器采用32768Hz的晶體。 該硬件系統(tǒng)的電源部分采用TI公司的TPS76033芯片實現(xiàn),該芯片是一個降壓芯片,考慮到硬件系統(tǒng)對電源要求具有穩(wěn)壓功能和紋波小等特點,另外也考慮到硬件系統(tǒng)的低功耗等特點,因此該芯片能很好滿足該硬件系統(tǒng)的要求。電源電路具體如圖29所示。 為了使使輸出電源的波紋小,減小輸入端受到的干擾。 在使用時應