称重仪毕业设计(7)

基于MSP430的称重系统

3.4 信号调理电路设计

3.4.1 AD620工作原理

AD620是一款单芯片仪表放大器，采用经典的三运放改进设计。通过调整片内电阻的绝对值，用户只需要一个电阻便可实现对增益的精确编程（G=100时精度可达0.15%）。单芯片结果和激光晶圆调整允许对电路元件进行严格匹配与跟踪，从而可确保此电路本身具有的高性能特性。如图3.9为AD620原理图。

图3.9 AD620原理图

输入晶体管Q1和Q2提供一路高精度差分对双极性输入，同时由于采用SuperBeta处理，因此输入偏置电流减小10倍。反馈环路Q1-A1-R1和Q2-A2-R2使输入器件Q1和Q2的集电极电流保持恒定，从而可将输入电压作用于外部增益设置电阻RG上。这样就产生了从输入至A1/A2输出的差分增益，器计算公式如（3-10）。单位增益减法器A3用来消除任何共模信号，以获得折合到REF引脚电位的单端输出。R值还可决定前置放大器级的跨导。当减小R以获得更大增益时，该跨导将渐进增大到输入晶体管的跨导。这会带来三大好处：

（1）开环增益提升以提供更大的编程增益，从而减小与增益相关的误差； （2）增益带宽积（由C1、C2和前置放大器跨导决定）随着编程增益提高而强大，从而优化频率响应；

（3）输入电压噪声降至9Nv/Hz，它主要由输入器件的集电极电流和基极电阻决定。

内部增益电阻R1和R2已调整至绝对值24.7K?，因此利用一个外部电阻

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便可实现对增益的精确编程，增益公式为。

G?49.4K?RG?1（3-10）

（3-11）

RG?49.4K?G?13.4.2 信号放大电路

AD620可以提供低功耗、低成本和高精度的信号放大电路。在称重系统中，绝对精度和漂移误差是最重要的误差来源。在含有智能处理器的教复杂系统中，自动增益/自动归零周期将消除所有的绝对精度和漂移误差，仅留下增益、非线性度和噪声的分辨率误差，因此完全可以获得高精度。如图3.10为AD620信号放大电路图。

+12V17423812AD620620KREFINADC45AGND10K-12VAD705G=200047.8320K图3.10 AD620信号放大电路图

电压放大电路中AD705起着电压跟随器的作用，电压跟随器起缓冲、隔离、提高带载能力的作用。共集电路的输入高阻抗，输出低阻抗的特性，使得它在电路中可以起到阻抗匹配的作用，使得放大电路更好的工作。

3.5 AD转换电路设计

3.5.1 SD16概览

在MSP430F425单片机中，集成了3个独立的16位ADC，并且包含基准源、可编程序增益放大器，适合各种高精度测量应用。目前16位及以上的高分辨率ADC普遍采用了Σ-Δ调制技术，因此，此类ADC也被称为Σ-Δ型ADC。MSP430的AD转换器采用Σ-Δ原理，Σ-Δ的分辨率通常较高，Σ-Δ架构的数字化程度达90%。每个ADC都有独立的空盒子寄存器组，并有8个差分输入通道，通道0~5可以测量输入电压，通道7短路，通道6接到内部温度传感器。

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对于MSP430F425单片机，实际上只有每个ADC的通道0对外引出。如图3.11为SD16主控制器，图3.12为SD16通道结构图。

图3.11 SD16主控制器

图3.12 SD16通道结构图

3.5.2 转换接口电路设计 如图3.13 为AD转换接口电路。 CON212344 HEADERVcc1K102P2.2AIN0R1100KR2C1图3.13 AD转换接口电路

3.6 显示电路设计

MSP430器件上的液晶显示器的控制/驱动将简化液晶显示器的显示。不同

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型号的液晶驱动能力不同，我们采用 MSP430的F42X系列，有128段驱动能力。本设计采用LCD048显示数据。如图3.14 LCD048电路图。

S9S8S7S6S5S4S3S2S1COM3S0COM2COM1COM0S9S8S7S6S5S4S3S2S1COMS30COM2COM1COM0S15S13S12S11S10LCD_08NCS11+3S12S11S10液晶的驱动有4种方法：静态，2MUX或1/2占空比，3MUX或1/3占空比， 4MUX或1/4占空比。对于不同系列、不同型号的液晶驱动原理，控制方法都是一样的，不同点在于驱动液晶段数不一样，或可显示信息的多少不一样。我们采用4MUX，这种方式也最简单。 …… 此处隐藏：38字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……