www.久久久久|狼友网站av天堂|精品国产无码a片|一级av色欲av|91在线播放视频|亚洲无码主播在线|国产精品草久在线|明星AV网站在线|污污内射久久一区|婷婷综合视频网站

當(dāng)前位置:首頁(yè) > 嵌入式 > 嵌入式教程
[導(dǎo)讀]MSP430F449在微型化低功耗數(shù)據(jù)采集模塊中的應(yīng)用

l引言

隨著低功耗單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展,各種應(yīng)用場(chǎng)合對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)有了更加嚴(yán)格的要求。MSP430系列單片機(jī)具有低工作電壓、超低功耗、強(qiáng)大的處理能力、系統(tǒng)工作穩(wěn)定,集成了大量的外圍器件,具有豐富的片內(nèi)外設(shè)和方便高效的開(kāi)發(fā)環(huán)境等特點(diǎn),在電池供電的微型化低功耗設(shè)備和儀器中有著廣泛的應(yīng)用。特別是MSP430系列單片機(jī)大部分都內(nèi)嵌模數(shù)轉(zhuǎn)換器模塊,且轉(zhuǎn)換精度在10位、12位及14位不等,所以MSP430系列在低功耗數(shù)據(jù)采集等需求中使用非常方便。

MSP4.30F449是MSP430系列產(chǎn)品中最高檔的型號(hào)。主要特點(diǎn):能夠在1.8~3.6V的低電壓下工作;在低功耗模式下,CPU可以被中斷喚醒,響應(yīng)時(shí)間小于6μs;12位A/D轉(zhuǎn)換器帶有內(nèi)部參考源、采樣、保持、自動(dòng)掃描特性;FLASH存儲(chǔ)器多達(dá)60kB;方便高效的開(kāi)發(fā)環(huán)境等特點(diǎn)。

2設(shè)計(jì)方案

低功耗數(shù)據(jù)采集模塊在微型化系統(tǒng)中主要完成數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能?,F(xiàn)場(chǎng)使用要求其電流消耗盡可能小,以降低系統(tǒng)的功耗,延長(zhǎng)電池的供電時(shí)間。本文設(shè)計(jì)了一種基于低功耗單片機(jī)MSP430F449的微型化數(shù)據(jù)采集模塊,整個(gè)系統(tǒng)由MSP430F449、傳感器、信號(hào)調(diào)理、串行通信等電路構(gòu)成一采用±3V電池供電,如圖1所示。

2.1信號(hào)調(diào)理電路

由于傳感器的輸入電荷信號(hào)非常小以及存在50Hz交流通過(guò)雜散電容耦合到輸入端等原因,設(shè)計(jì)時(shí)選取比較大的反饋電容,增強(qiáng)了傳感器的抗干擾能力。同時(shí)根據(jù)被測(cè)信號(hào)的幅度,設(shè)計(jì)一個(gè)放大電路,選用AD620芯片。他具有低噪音、低輸入偏置電流和低功耗特性,用于精確的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(如傳感器接口)是比較理想的。極寬的電源工作范圍:±2.3~±18V,符合電池供電要求。僅需一個(gè)外接電阻即可得到1~1000內(nèi)的任意增益范圍,即有G=49.4kΩ/RG+1。放大后的信號(hào)再經(jīng)過(guò)抗混疊濾波。

由于上述幾級(jí)電路都是在零偏置條件下工作,輸出信號(hào)幅值有正有負(fù),而進(jìn)入ADC之前的信號(hào)必須是單端的,因此需要將雙端的信號(hào)位移使之成為單端信號(hào)。信號(hào)位移電路如圖2所示,因?yàn)殡姵卦谑褂眠^(guò)程中不斷消耗能量,而低壓差穩(wěn)壓器TPS76318的應(yīng)用能夠使圖2中M點(diǎn)穩(wěn)壓在1.8V(電池提供的電壓不低于2.7V即可),提高系統(tǒng)的精度。

經(jīng)過(guò)調(diào)理后的信號(hào)直接連接到MSP430F449芯片的A/D輸入端,實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換。

2.2數(shù)據(jù)采集與轉(zhuǎn)換

MSP430F449內(nèi)嵌模數(shù)轉(zhuǎn)換器模塊,且轉(zhuǎn)換精度為12位,完成將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成12位數(shù)據(jù)并存入轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)寄存器。主要特點(diǎn):

(1)采樣速度快,最高可達(dá)200KSPS

(2)12位轉(zhuǎn)換精度,1位非線性微分誤差,1位非線性積分誤差;

(3)有多種時(shí)鐘源可提供給ADCl2模塊,且模塊本身內(nèi)置時(shí)鐘發(fā)生器;

(4)配置有8路外部通道和4路內(nèi)部通道;

(5)內(nèi)置參考電源,且參考電壓有6種可編程的組合;

(6)模數(shù)轉(zhuǎn)換有4種模式,可以靈活地運(yùn)用以節(jié)省軟件量和時(shí)間。

外部的模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)放大、濾波和位移之后進(jìn)入A0通道進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換,如圖3所示。轉(zhuǎn)換模式為單通道多次轉(zhuǎn)換模式。

系統(tǒng)在選定的通道A0上進(jìn)行多次轉(zhuǎn)換,直到用軟件將其停止為止。每次轉(zhuǎn)換完成,轉(zhuǎn)換結(jié)果存放在相應(yīng)的ADCl2MEM0中,由相應(yīng)的中斷標(biāo)志位ADCl2IFG.0置位來(lái)標(biāo)志轉(zhuǎn)換結(jié)束。ADC內(nèi)核完成將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成12位數(shù)據(jù)并存入轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)寄存器,內(nèi)核用到兩個(gè)參考電平,即VR+和VR-,作為轉(zhuǎn)換范圍的上、下限和讀數(shù)的滿量程值和"0"值,參考電平由轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)控制器定義,該設(shè)計(jì)定義為VR+=2.5V,VR-=0V。轉(zhuǎn)換公式為:

NADC=4095×(VIN-VR-)/(VR+VR-)

采樣流程如圖4所示。

MSP430F449單片機(jī)具有片內(nèi)的FLASH存儲(chǔ)器,可以滿足保存程序或重要的數(shù)據(jù)、信息等一些掉電后不丟失的數(shù)據(jù)。通過(guò)對(duì)FLASH的編程操作,可以將A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)寫入FLASH存儲(chǔ)器。

2.3串口通信

單片機(jī)主要完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集,被采集的數(shù)據(jù)經(jīng)初步處理后通過(guò)異步串行通信接口傳送給主機(jī)。設(shè)計(jì)采用MAX232芯片,實(shí)現(xiàn)3~5V電平與串口電平的相互轉(zhuǎn)換,如圖3所示。異步串行通信是在經(jīng)一系列寄存器設(shè)置之后,由硬件自動(dòng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的移進(jìn)和移出,完成通信的功能,波特率設(shè)置為9600b/s。

PC機(jī)端通過(guò)VB程序中的一個(gè)串口通信控件接收來(lái)自串口的數(shù)據(jù),并由VB程序?qū)?shù)據(jù)顯示在控制界面上。經(jīng)過(guò)處理后得到數(shù)據(jù)波形圖,如圖5所示,并用于研究分析。

3系統(tǒng)調(diào)試

低功耗數(shù)據(jù)采集模塊作為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分,其微型化和低功耗的設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)化的整體工程。電路設(shè)計(jì)調(diào)試成功后,經(jīng)過(guò)測(cè)試表明以MSP430F449為核心的數(shù)據(jù)采集模塊能夠很好地捕捉到傳感器的輸出信號(hào),達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求。系統(tǒng)使用方便,工作穩(wěn)定,所測(cè)得的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性好,得到了相關(guān)技術(shù)人員的肯定。

本站聲明: 本文章由作者或相關(guān)機(jī)構(gòu)授權(quán)發(fā)布,目的在于傳遞更多信息,并不代表本站贊同其觀點(diǎn),本站亦不保證或承諾內(nèi)容真實(shí)性等。需要轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系該專欄作者,如若文章內(nèi)容侵犯您的權(quán)益,請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系本站刪除。
換一批
延伸閱讀

新竹2025年9月9日 /美通社/ -- 全球客制化存儲(chǔ)芯片解決方案設(shè)計(jì)公司愛(ài)普科技今日宣布,其新一代PSRAM—ApSRAMTM (Attached-pSRAM)已通過(guò)客戶平臺(tái)驗(yàn)證,預(yù)計(jì)將于年底開(kāi)始量產(chǎn)。ApSRAMT...

關(guān)鍵字: PSRAM 低功耗 存儲(chǔ)芯片 MT

輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(TPMS)作為現(xiàn)代汽車安全的核心組件,通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)胎壓與溫度數(shù)據(jù),構(gòu)建起全天候的輪胎健康監(jiān)護(hù)網(wǎng)絡(luò)。其算法設(shè)計(jì)需兼顧低功耗運(yùn)行與高精度異常識(shí)別,尤其在直接式TPMS中,傳感器需在紐扣電池供電下持續(xù)工作5年...

關(guān)鍵字: TPMS 低功耗

針對(duì)機(jī)載慣導(dǎo)系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)跟蹤和測(cè)量中對(duì)單軸轉(zhuǎn)臺(tái)要求越來(lái)越高的問(wèn)題 , 聚焦輕量化 、高精度和全國(guó)產(chǎn)化 , 設(shè)計(jì)了一套定位精度優(yōu)于±12''、具備載體隔離能力的微型全國(guó)產(chǎn)化精密單軸轉(zhuǎn)臺(tái) ,保證了慣導(dǎo)系統(tǒng)具備穩(wěn)定指北功能 。

關(guān)鍵字: 輕量化 微型 載體隔離 單軸轉(zhuǎn)臺(tái)

在智能家居系統(tǒng)中,無(wú)線傳感器、控制器等設(shè)備對(duì)電源的穩(wěn)定性與能效提出嚴(yán)苛要求。尤其在采用Zigbee協(xié)議的場(chǎng)景中,低功耗待機(jī)與智能喚醒機(jī)制成為延長(zhǎng)設(shè)備續(xù)航、保障網(wǎng)絡(luò)可靠性的核心設(shè)計(jì)要素。本文從電源架構(gòu)設(shè)計(jì)、Zigbee模塊...

關(guān)鍵字: Zigbee 低功耗

在現(xiàn)代快節(jié)奏的生活中,心臟健康問(wèn)題日益受到人們的關(guān)注。心血管疾病已成為威脅人類健康的主要?dú)⑹种?,且呈現(xiàn)出年輕化的趨勢(shì)。傳統(tǒng)的心電圖檢測(cè)往往需要在醫(yī)院進(jìn)行,不僅耗時(shí)費(fèi)力,而且難以實(shí)現(xiàn)日常的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。如今,隨著科技的飛速發(fā)...

關(guān)鍵字: 心電監(jiān)測(cè)儀 低功耗 利器

在現(xiàn)代電子系統(tǒng)中,電源管理的重要性日益凸顯。隨著便攜式設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)(IoT)設(shè)備以及高性能芯片的不斷發(fā)展,對(duì)電源穩(wěn)壓器提出了越來(lái)越高的要求。低壓差線性穩(wěn)壓器(Low Dropout Regulator,LDO)因其能夠在...

關(guān)鍵字: 低功耗 低壓差 LDO

在當(dāng)今數(shù)字化醫(yī)療與健康監(jiān)測(cè)蓬勃發(fā)展的時(shí)代,生物電測(cè)量技術(shù)作為洞察人體生理狀態(tài)的關(guān)鍵手段,正發(fā)揮著日益重要的作用。從常規(guī)的心電圖(ECG)檢測(cè)心臟電活動(dòng),到腦電圖(EEG)捕捉大腦神經(jīng)元的信號(hào),生物電信號(hào)蘊(yùn)含著豐富的人體生...

關(guān)鍵字: 腦電圖 低功耗 前端芯片

在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備與可穿戴產(chǎn)品向長(zhǎng)續(xù)航、微型化演進(jìn)的趨勢(shì)下,STM32微控制器的超低功耗設(shè)計(jì)已成為決定產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的核心要素。通過(guò)深度優(yōu)化STOP模式、RTC喚醒機(jī)制及電源管理策略,工程師可將系統(tǒng)待機(jī)電流從毫安級(jí)壓縮至納安級(jí),使...

關(guān)鍵字: STM32 低功耗

正確理解技術(shù)詳情數(shù)據(jù)表中指定的精度,明確測(cè)量需求以及避免使用需要在多個(gè)量程之間切換的儀器是關(guān)鍵因素。牢記這些要點(diǎn)將有助于您為開(kāi)發(fā)項(xiàng)目選擇合適的工具,并在測(cè)量過(guò)程中避免潛在問(wèn)題,從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備低功耗。

關(guān)鍵字: 物聯(lián)網(wǎng) 電流精度 低功耗 測(cè)量?jī)x表

在全球倡導(dǎo)綠色節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展的時(shí)代背景下,延時(shí)繼電器作為電氣控制領(lǐng)域的關(guān)鍵元件,其發(fā)展方向正朝著低功耗設(shè)計(jì)與環(huán)保材料應(yīng)用轉(zhuǎn)變。這一轉(zhuǎn)變不僅順應(yīng)了環(huán)保潮流,也為延時(shí)繼電器行業(yè)帶來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇。

關(guān)鍵字: 延時(shí)繼電器 低功耗
關(guān)閉