方案二:輸出電流采樣電路是采用取采樣電阻兩端的電壓差,根據I=V/R 換算得到電流值的。圖3.8是數控電流源的恒流源電路。 LM358和晶體管 Q1、Q2組成電壓-電流轉換器,U1A、U1B和電阻R1-R8利用D/A的輸出實現對電壓進行數控。LM358主要功能是可以實現V/I轉換。 TIP42C(10A)是大功率PNP三極管,主要功能是實現功率放大。輸出電流采樣電路是采用取采樣電阻兩端的電壓差,根據I=V/R 換算得到電流值的。電路原理圖如圖3.8所示。通過對電阻R9兩端的電壓值進行采樣,經過運算放大器送入片內A/D轉換器進行轉換。由于R9是2歐姆,所以可以測量 0~2000mA的電流范圍。R9兩端的電壓在0~4V的范圍內變化,滿足系統設計的精度要求。
圖3.8 方案二恒流源電路原理圖
數碼管顯示電路
本題采用ZLG7289來控制按鍵,控制4個鍵和四個數碼管,實現20~2000mA電流的輸入。數碼管顯示電路圖如圖3.9所示。利用ZLG7289本身的特性可以串行接口無需外圍元件可直接驅動LED,各位獨立控制譯碼/不譯碼及消隱和閃爍屬性,循環左移/ 循環右移指令,具有段尋址指令方便控制獨立 LED,并且有4 鍵鍵盤控制器內含去抖動電路,完全達到題目所提及的要求。
圖3.9 數碼顯示管電路圖
本系統是一個基于單片機的數控直流電流源系統。采用單片機作為核心,輔以帶反饋自穩定的串調恒壓源,可以連續設定電流值。由D/A轉換器TLC5615、 ZLG7289、中文字庫液晶顯示塊、放大電路和大功率調整電路組成。通過獨立鍵盤輸入給定值,由D/A轉換器將數字信號轉換成模擬信號,經D/A輸出電壓作為恒流源的參考電壓,利用晶體管平坦的輸出特性得到恒定的電流輸出,最后用中文液晶顯示輸出。其中單片機選用美國TI公司的MSP430F2274作為控制核心,利用閉環控制原理,加上反饋電路,使整個電路構成一個閉環。數控直流電流源以單片機MSP430F2274為控制核心,由D/A轉換器TLC5615、ZLG7289、中文字庫液晶顯示塊、放大電路和大功率調整電路組成。通過4位鍵盤輸入給定值,由D/A轉換器將數字信號轉換成模擬信號,經D/A輸出電壓作為恒流源的參考電壓,以LM作為電壓跟隨器,利用晶體管平坦的輸出特性得到恒定的電流輸出,最后用中文液晶顯示輸出。
6、基于MSP430F449的數據存儲和USB串行通信電路
MSP430F449是MSP430系列中的一種,MSP430系列是一種具有集成度高,功能豐富、功耗低等特點的16位單片機。它的集成調試環境 Embedded Workbench 提供了良好的C語言開發平臺。設計中基于程序的復雜性和程序容量大的要求選擇了MSP430F449,這款芯片具有64K程序存儲器,可以滿足大部分復雜控制的需要;它的封裝100-PIN QFP具有良好的互換性,與MSP430F437 、MSP430F435等芯片具有完全一致的管腳可以在程序量上進行合理選擇。
CP2102是USB到UART的橋接電路,完成USB數據和UART數據的轉換,電路連接簡單,數據傳輸可靠,把下位機串行數據轉換成USB數據格式,方便實現數據通信,在上位機上通過運行該芯片的驅動程序把USB數據可以按照簡單的串口進行讀寫操作編程簡單,操作靈活。
圖1 MSP430F449 接口原理圖
以上是MSP430F449與EEPROM以及CP2102的接口原理圖,本文重點在于介紹數據采集過程完成以后的數據存貯和數據傳輸。數據的采集多種多樣,可以經過片內的ADC轉換器對模擬量進行采集,也可以通過獨立的端口控制線對特殊的傳感器比如溫度傳感器、壓力傳感器等進行數據轉換,這不作為本文介紹的內容。本文主要是針對不同的采集過程完成后數據的存儲和傳輸處理。
7、MSP430和nRF905的無線數傳系統電路
系統硬件設計
MSP43O的USART模塊可通過寄存器配置為通用異步串行口或SPI模塊功能,這里配置為SPI模塊。本系統選用的MCU是MSP430F133,在硬件設計時把MCU的SPI接口和nRF905的SPI接口相連即可,另外再選幾個I/O口連接aRF905的輸入輸出信號,如圖1所示。
對于初次接觸無線系統的設計者,因其射頻部分的元件采購、焊接和調試比較麻煩,可以選用PTR8000模塊。該模塊內核使用nRF905,硬件電路已經焊好,使用起來相對方便一些。
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