基于msp430单片机slope功能的电阻测量方法

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1、科技信息博士·专家论坛基于MSP430单片机slope功能的电阻测量方法山东科技大学闫方举刘培顺杨卫平［摘要］本文介绍了一种基于MSP430单片机slope功能的测量电阻的方法。借助于MSP430内部的定时器Timer_A和比较器Compare_A，可以较精确地测量电阻。应用此方法设计传感器、仪器仪表，特别是电池供电的系统时，可以减少使用的器件数量，简化外围电路。［关键词］slopeA/DMSP430测电阻比较器定时器0.引言如图2所示控制管脚P2.0使其输出高电平，此时电源通过电阻工业中温度、压力、光强、位移等

2、物理量的检测需要通过转化为检Rref对电容C充电，比较器正输入端CA0大于负输入端CA1，比较器测电阻阻值的大小来完成的，如常用的温度传感器，湿度传感器，压力输出高电平，当充电至VCC时控制管脚P2.0使其输出改为低电平，同传感器等。但是通常将待测电阻与电源组成回路，把阻值变化转换为电时记录下此时定时器的值t0，随着电容C放电，比较器两输入端的差值信号，再对此电信号进行AD转换，再通过单片机进行数据处理，当变不断变小，当VCC放电至Vref时比较器输出跳变为低电平时，此定时化量较小时还需添加放大电路，需要的器件、

3、环节比较多，增加了复杂器捕获到比较器的跳变，记录下此时定时器的值t1，可得参考时间度，降低了可靠性，加大了成本，特别是在电池供电的系统中，系统工作Tref=t1-t0。同理控制管脚P2.1可测得充电电容通过待测电阻Rx从VCC所消耗的电量较大[3-5]。放电至Vref所用的时间Tx。利用MSP430单片机内置的比较器和定时器使用简单的外围电路即可实现对待测电阻的精确测量。用此方法设计传感器、仪器仪表时，在保证精度的前提下，可以简化电路，减少使用的IC数目，降低系统的成本，同时还降低系统整体的功耗，延长电池使用时间

4、。1、slope原理说明MSP430是TI公司开发的一种内设丰富以低功耗著称的单片机。只需同时具有定时器和比较器模块即可组成与sigma-delta技术相似的积分型slopeA/D转换器[1-2]。以MSP430F123为例，利用内部包含的定时器Timer_A和比较器Compare_A模块，外部电路只需一个参考电阻Rref和一个电容C，即可实现对待测电阻的精确测量。原理如图1所示。利用MSP430控制管脚P2.0和P2.1，当管脚输出为1时，其电平等于电源电压VCC，管脚、电阻和电容组成充电电路，对电容进行充电；

5、输出为0时，其电平等于GND，形成放电电路。将电容上的电压信号接到图2充放电示意图比较器的正输入端，负输入端接片内的参考电压Vref=0.25×VCC。当电使用定时器测出分别通过参考电阻Rref和待测电阻Rx放电的时容电压V(t)大于参考电压Vref时，比较器Compare_A输出1，反之输出间后，由等式（5）可知待测电阻值为：0。通过比较器的输出状态即可得电容电压与参考电压间的关系。Rx=Rref×Tx/Tref（6）根据基本的电路知识可知，通过电阻放电时，电容电压为：2、slope测量过程流程分析V(t)=V

6、×e-t/RC（1）通过MSP430控制管脚P2.0和P2.1精确地检测通过两电阻的放0初始电压V0=VCC，电容放电时间T后，比较器两输入端电压大小电时间的流程如图3所示。相等，V(T)=Vref，则等式（1）可写为：Vref=VCC×e-T/RC（2）分别通过参考电阻Rref和待测电阻Rx放电时，可以得到：Vref=VCC×e-Tref/RrefC（3）Vref=VCC×e-Tx/RxC（4）由等式（3）和等式（4）可得：Rx/Rref=Tx/Tref（5）从等式（5）可知要求得待测电阻Rx的值，只要分别测出

7、通过两电阻的放电时间即可。图3放电时间测量流程定时器Timer_A初始化时，采用上升计数模式，选择CCI1B为捕获源，下降沿捕获。其初始化程序如下：TACTL=TASSEL_2+ID_2+MC_2;//时钟源为SMLK，并4分图1slope测电阻原理图频，以上升模式计数MSP430F123单片机定时器Timer_A内集成三个捕获比较器，将比TACCTL1=CM_2+CCIS_1+CAP+CCIE;//下降沿捕获，信号源为较器的输出电平的跳变时刻捕获到定时器的CCRx寄存器中，从而实CCI1B，捕获模式，中断使能现

8、对外部信号的精确计时。比较器Compare_A初始化时，内部参考电压可设置为电源电压的作者简介：闫方举（1982-），女，山东临沂人，硕士，研究方向：智能传感器；刘培顺（1987-），男，山东聊城人，硕士，研究方向：自动检测及信息处理；杨卫平（1960-），女，山东青岛人，教授，研究方向：虚拟现实技术。—451—科技信息博士·专家论坛1/2、1/4或者固定的值0.55v。