基于MSP430單片機(jī)的新型智能IC卡天然氣表設(shè)計(jì)
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2．2．3 放大電路
壓力傳感器輸出的電壓信號(hào)較微弱，當(dāng)壓力范圍在0～4 kg時(shí)，輸出電壓范圍僅為0～6 mV，這樣的微弱信號(hào)單片機(jī)難以處理，需要將其放大到0～Vcc(電源電壓)范圍內(nèi)才最有利于數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換與計(jì)量。由于本系統(tǒng)是3．6 V鋰電池單電源供電，因此運(yùn)算放大器的選擇必須滿足低電壓、單電源供電、滿幅輸出的要求。本系統(tǒng)中利用低成本、低電壓、超低功耗的普通集成運(yùn)算放大器構(gòu)成同相串聯(lián)差動(dòng)比例放大器，電路原理圖如圖4所示。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/171127.htm
該放大電路有著較高的增益和較低的輸入阻抗，根據(jù)圖4中參數(shù)，該放大器的增益為：
經(jīng)過測(cè)試此電路線性度、零點(diǎn)漂移、功耗等均能滿足本系統(tǒng)的的要求，而且成本較低，僅約為儀表集成運(yùn)算放大器的1／10。
2．2．4 單斜邊A／D
本系統(tǒng)中的傳感器采集到的信號(hào)為模擬量電壓值，必須轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信號(hào)。MSP430F413型微處理器內(nèi)部沒有集成A／D，但集成了高精度比較器A，配合一些簡單的外圍電路可以實(shí)現(xiàn)單斜邊A／D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換精度可以達(dá)到10位或12位A／D轉(zhuǎn)換器的精度。單斜邊A／D原理如圖5所示。
直流信號(hào)Vin輸入到比較器正向輸入端，R和C組成一個(gè)充電回路，電容器的充電壓Uc輸入比較器反向輸入端，K為電容器放電開關(guān)。當(dāng)電壓Uc比待檢測(cè)的信號(hào)電壓Vin低時(shí)，從比較器的輸出端檢測(cè)到高電平；當(dāng)電壓Uc比待檢測(cè)的信號(hào)電壓Vin高時(shí)，從比較器的輸出端檢測(cè)到低電平。因此，在比較器輸出端出現(xiàn)下降沿瞬間，Vin和Uc正好相等。而Uc的值可以由充電公式計(jì)算出來：
式中：Vcc，R，C這3個(gè)參數(shù)已知，只要測(cè)量出Uc=Vin所需要的充電時(shí)間t，就可以計(jì)算出待測(cè)信號(hào)電壓Vin。充電時(shí)間t可以用單片機(jī)中的定時(shí)器來測(cè)量。
評(píng)論