基于MSP430数字式电压表.docx

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1、课程设计题目：基于MSP430数字式电压表院系：电子与信息工程学院班级：学生姓名：学号：指导老师：2016年7月6日Msp430数字电压表设计一、目标采用MSP430单片机来实现数字电压表的功能，本数字电压表由MSP430F5529作为主控器件，A/D转换器采用MSP430自带转换器，利用单片机灵活的编程设计和丰富的I/O端口，及其控制的准确性，实现数字电压表的硬件电路和软件设计。利用外部硬件电路对不同档位的输入电压进行处理，使电压达到单片机测量范围，实现基本的数字电压表功能，使其可以测量0~16.5V的电压值，并且误差控制在0.02v

2、以内，最后在AY-SEBModule板的液晶屏上显示。该系统的数字电压表电路元件较少，成本低，调节工作简单等优点。在电压测量中有较强的实用性。二、器件1.MSP430F5529LP开发板2.AY-SEBModule核心板3.测试前端（电阻分压和电压跟随器组成）三、原理分析测试前端包括电阻分压和电压跟随器，即输入电压前接电阻分压电路和LM358运算放大器组成的电压跟随器，电阻分压能增大测量量程(可通过改变两个电阻比值而改变量程)。运算放大器同时起到增加输入阻抗的作用，使得电阻分压得到的电压更稳定，避免影响被测量的电压值。用MSP430F5

3、529开发板P6.0（A0）通道采用中断方式，不间断连续采集输入电压，通过程序控制，由MSP430F5529开发板的AD转换电路完成电压的采集，对采集信息处理换算后，把电压发信息至AY-SEBModule核心板液晶屏上显示。四、硬件电路原理分析1.电路设计（测试前端）2.电路分析经过电阻分压后，检测电压U2=XU1,其中R1=10k，R2=1k，可得U1=11U2,实现扩大11倍量程的作用。在这里将R2定为1K，是为了方便计算，可通过R1的阻值，来改变设计的电压表的量程（阻值越大，量程越大）；另外用LM358作为运算放大器来提高精确度。

4、五、数据测量及误差分析输入电压（V）测试电压（V）0.1000.1080.3000.2960.7000.6940.8010.7911.0000.9913.0002.9935.0005.0007.0007.0029.0009.00911.00111.00613.00313.02616.50416.5001.误差分析通过分析以上测试数据，得出一下结论由表中数据和图例可以看出电压测量分辨率<0.01V，通过统计求均值可得出测量误差<1%。达到了设计要求。测量值与实际值有一定的误差，并且误差随着输入电压的增大而变大。其原因是输入电路中由电阻串联

5、构成来实现分压，电阻参数的变化及负载效应会引起分压比的误差；运算放大器本身存在漂移和噪声，开环增益和开环输入电阻不无穷大，因此会引入误差。由图例不难看出输入电压不是线性的，且随着输入电压增大，误差也变大，这说明信号源输入电压给电路，由于电路本身输入阻抗不够高，电路会向信号源索取的电流，输入电压越大，索取的电流就越大，就导致了误差增大。2.减小误差探究在电路中假如一个射极跟随器，用它连接两电路，减少电路间直接相连所带来的影响，起缓冲作用。由于动态电压放大倍数小于1并接近1，且输出电压与输入电压同相但是输出电阻低，具有电流放大作用，所以有功

6、率放大作用，从而提高精确度。六、结论经过一段时间的努力，基于单片机的简易数字电压表基本完成。但设计中的不足之处仍然存在。这次设计是我第一次设计电路，在这过程中，我对电路设计，单片机的使用等都有了新的认识。通过这次设计熟练了软件的使用方法，积累了不少经验。。本文设计主要实现了简易数字电压表测量一路电压的功能，详细说明了从原理图的设计到软件的调试。其中有苦也有乐。苦的是自己的知识太贫乏，到处找资料，问同学；乐的是在付出过程中，同学的帮助，让我学到了许多的东西。在整个设计过程中，经常经常出现这样那样的问题，但是最后还是都得以解决，当看到自己的

7、设计课题成功时，心中有一种成就感。忙了几个星期的设计终于要结束了，从开始布置题目的期待，到着手设计时，因为知识匮乏的迷惘，再到同学诚心的帮助和老师的释疑，最后到作品的成功。虽然是一个简单的数字电压表设计，但这期间，对我来说就是一笔丰富的财富，是一种成长。七、另附程序//**************************数字电压表程序**************************//MSP430F5529LP-MSP-EXP430F5529LP+AY-SEBModule核心板//描述:P60（A0）通道采用中断方式，不间断连续采集

8、输入电压，再经液晶屏显示。//*******************************************************************#include#in