隨著時代的進步和發(fā)展，單片機技術(shù)已經(jīng)普及到我們生活、工作、科研、各個領(lǐng)域，已經(jīng)成為一種比較成熟的技術(shù)， 本文主要介紹了一個基于msp430單片機的交流電壓測量系統(tǒng)，詳細描述了利用單片機和簡單模擬電路實現(xiàn)交流電壓的測量過程，重點對模擬電路與單片機的硬件連接，軟件編程以及各模塊系統(tǒng)流程進行了詳盡分析，對各部分的電路也一一進行了介紹，該系統(tǒng)可以方便的實現(xiàn)交流電壓的測量與顯示，它使用起來相當(dāng)方便，具有精度高、量程寬、靈敏度高、體積小、功耗低等優(yōu)點，以msp430單片機為主，模擬電路為輔，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，抗干擾能力強，有超低功耗等特點。適合于惡劣環(huán)境下進行現(xiàn)場溫度測量，有廣泛的應(yīng)用前景。

　　本次設(shè)計的目的就是讓我們在理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，通過完成一個智能儀表的設(shè)計，使我們學(xué)生不但能夠?qū)⒄n堂上學(xué)到的理論知識與實際應(yīng)用結(jié)合起來，而且能夠?qū)?a target="_blank">電子電路、電子元器件、印制電路板等方面的知識進一步加深認(rèn)識，同時在軟件編程、排版調(diào)試、焊接技術(shù)、相關(guān)儀器設(shè)備的使用技能等方面得到較全面的鍛煉和提高。

　　描述了一種簡易的交流數(shù)字電壓表的系統(tǒng)設(shè)計。系統(tǒng)以msp430f448為核心，該單片機內(nèi)部集成了12位的A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器帶有內(nèi)部參考源、采樣保持、自動掃描特性，極大地簡化了硬件設(shè)計。因為單片機內(nèi)部中斷資源豐富，電壓轉(zhuǎn)換、定時等都采用中斷觸發(fā)，減少了系統(tǒng)響應(yīng)時間，提高了軟件執(zhí)行效率。此外該單片機的液晶驅(qū)動能力可達160段，可以直接將A/D轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)顯示在LCD上。

　　MSP430F44x系列是TI公司推出的一款超低功耗的16位單片機，其運算速度快而且體積小。片內(nèi)集成了8路12位A/D、串行通信接口、看門狗定時器、比較器、硬件乘法器等外圍設(shè)備模塊，從而降低了應(yīng)用電路的復(fù)雜程度，提高了系統(tǒng)的可靠性。該芯片可以工作于2.5 V和3.3 V兩種電壓下，并且可以處于休眠狀態(tài)，此時的頻率只有32768 Hz，功耗非常低，環(huán)境溫度范圍為-40~+125℃。這些優(yōu)點非常適合設(shè)計便攜式，且要求長時間連續(xù)工作，環(huán)境溫度變化寬的智能儀器儀表設(shè)備。MSP430F44x系列單片機具有其他單片機無法比擬的優(yōu)點，用其來實現(xiàn)交流電壓的測量是一種很好的設(shè)計方案。

　　1.設(shè)計背景

　　1.1本課題背景

　　近年來，隨著微型計算機的發(fā)展，他的應(yīng)用在人們的工作和日常生活中越來越普遍。工業(yè)過程控制是計算機的一個重要應(yīng)用領(lǐng)域。其中由單片機構(gòu)成的嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)越來越受到人們的關(guān)注?，F(xiàn)在可以毫不夸張的說，沒有微型計算機的儀器不能稱為先進的儀器，沒有微型計算機的控制系統(tǒng)不能稱其為現(xiàn)代控制系統(tǒng)的時代已經(jīng)到來。

　　本課程設(shè)計是系統(tǒng)以msp430f448為核心，該單片機內(nèi)部集成了12位的A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器帶有內(nèi)部參考源、采樣保持、自動掃描特性，極大地簡化了硬件設(shè)計。因為單片機內(nèi)部中斷資源豐富，電壓轉(zhuǎn)換、定時等都采用中斷觸發(fā)，減少了系統(tǒng)響應(yīng)時間，提高了軟件執(zhí)行效率。此外該單片機的液晶驅(qū)動能力可達160段，可以直接將A/D轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)顯示在LCD上。

　　1.2 設(shè)計內(nèi)容

　　1、能利用所設(shè)計的數(shù)字交流電壓表測量某一交流電壓 2、能在環(huán)境溫度范圍為-40~+125℃的環(huán)境下正常工作 3、測量精度為0.01v

　　4、測量溫度由LCD液晶屏直讀顯示

　　2交流電壓測量系統(tǒng)簡介

　　2.1 設(shè)計方案

　　系統(tǒng)主要由以下4大模塊組成：中央處理器、電源電路、電壓極性轉(zhuǎn)換電路和顯示電路。

　　為了保證硬件電路設(shè)計的通用性，采用單級性電壓測量的方法，將輸入的雙極性電壓轉(zhuǎn)換成單級性電壓進行測量。然后將轉(zhuǎn)換后的電壓送入單片機A/D模擬通道進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，最終將轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號在LCD液晶上顯示。系統(tǒng)設(shè)計框圖如圖1所示。

　　2.3電源電路

　　用電池給系統(tǒng)供電，由于MSP430系列有內(nèi)置模擬電源和模擬地，所以要進行模擬電

　　源和數(shù)字電源的轉(zhuǎn)換，以便給芯片供電。然后將電池電源轉(zhuǎn)換為3V左右的電源給系統(tǒng)供電。具體電路如圖3所示。

　　2.4 A/D轉(zhuǎn)換、輸出顯示電路及JTAG接口電路

　　A/D轉(zhuǎn)換用到了模擬輸入通道A0，LCD顯示用到了S0至S20，使用4MUX模式。液晶

　　所需要的模擬信號由外接的等值電阻產(chǎn)生。具體電路如圖4所示。
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　　圖2.5晶振及復(fù)位電路

　　2.6系統(tǒng)總硬件電路圖

　　系統(tǒng)總硬件電路圖包括中央處理器msp430單片機、電源電路、電壓極性轉(zhuǎn)換電路和顯示電路及晶振電路。