全国大学生电子竞赛优秀获奖论文(山东赛区

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1、低功耗数字多功能表的设计制作摘要：本设计以MSP430G2553为核心控制器，搭建了低功耗数字多功能表系统。对于交流电压测量，用AD637真有效值转换芯片将交流信号转换为直流电压后测量;对于电阻测量，阻值较小电阻采用恒流源法测量，阻值电阻采用分压法测量；对于电容的测量，采用NE555震荡法；三极管放大倍数的测量，我们把B转换成电压值来求解；对与信号发生源，我们采用AD9850芯片产生。低功耗是该设计的核心思想。整个系统设计合理，测量精确，较完美地完成了设计要求。关键词：数字万用表MSP430VRC测量DDS信号发生器AbstractThedesignestablisheslow-power

2、digitalmultifunctionmeterwhichtakesMSP430-G2553asthemainmicrocontroller.ThemeasurementofACvoltageadoptsthechipAD637,whichisacompletehighaccuracymonolithicac-to-dcconverter.Forlowerresistance,theelectricmeterselectsconstant-currentsourcemethodtomeasuretheresistance,whilecomponent-voltagemethodforhi

3、gherresistance.Astocapacitance,themeteradoptsoscillatingcircuitofNE555method.Themetertransforms卩intovoltagesignalandgetresult.Forsignalgenerator,themeteradoptsAD9850whichcangeneratewaveform.Thelowpowerconsumptionisthecoreideaofthedesign.Thissystemhasaperfectdesignandcompletesthedesignrequirementsw

4、ithprecisemeasurement.Keywords:DigitalMultimeter,MSP430,VRCmeasurement,DDSsignalgenerator一.系统方案的选择与论证根据题日基木要求，木设计主要完成直流电压、交流电压、电阻、电容以及三极管B参数的测量，并但能产生正弦波信号。为完成相应的功能，木系统可主要分为：电压测量模块、电阻测量模块、屯容测量模块、三极管B参数测量模块、DDS信号发生模块、核心控制模块、屯源模块及显示模块。（如图1.1）显示模块进盘输入电IkiJKft蟆块电4IM&愎块电離块测后幾块DDSfai?发牛模块DDSfai?发牛模块图1.1系

5、统结构图电源模块单片机控制系统1.1电压测量方案的选择与论证方案一：模拟运算法。利用交流信号有效值的定义，利用集成器件的乘法器、开方器等对被测交流信号依次进行平方、平均、开放等运算直接得到有效值。电路简单，但测量范围小、精度不高，对噪声影响反应大，不稳定。方案二：交流整形电路。对交流信号先采用TLV2372进行放人或衰减，再通过AD637（真有效值转换芯片）把交流信号转换为直流电压，然后进行测量oAD637转换精度非常高，最大失真误差0.02%±2个字运放电路几乎不失真，所以测量结果误斧非常小，完全能达到题tl要求±（1%+2个字）的精度。但该电路复朵。综合上述方案优缺点，结合实际测量结果

6、，方案二更好。故我们选择方案二。1.2电阻测量方案的选择与论证方案一：直流电桥法。被测电阻接入用标准元器件搭建直流电桥电路中测量。精度高，但电桥对元器件精度要求十分苛刻，动手较多，操作繁琐，调节困难，单片机处理复杂。方案二：测量小电阻（〈2KQ）,采用恒流源法，将其接入恒流源电路，测量其两端电压差，计算得出；测量大电阻（＞2KQ）,采用恒压源和标准电阻构成测量回路，然后采被测电阻压差，经过计算处理得出阻值。电路复朵，但恒流源、恒压源稳定，精度很高。误差极小。综合上述方案优缺点，结合实际测量结果，方案二更好。故我们选择方案二。1.3电容测量方案的选择与论证方案一：采用NE555搭建振荡电路，

7、通过测量电路振荡频率计算接入电路的待测电容的大小。电路简单易搭建，对较大电容测量精度理想；但受自身参数限制，对于pF级的很小电容测量的精度很低，误差较大。方案二：采用传统分压法，将待测电容与标准电阻串联接入电路并加以一定频率的正弦交流信号，采样电路屯位有效值求解待测屯容大小。实际测量结果表明能达到题冃耍求精度，但该电路复杂，理论上无法测量有极性电容大小。综合上述方案，结合实际测量结果及题Fl测量范I韦I、精度耍求，采用N