[發明專利]一種基于MSP430的高精度簡易A/D轉換電路及方法

無效

• 申請號: 200710190674.2
• 申請日: 2007-11-28
• 公開（公告）號: CN101188423A
• 公開（公告）日: 2008-05-28
• 發明（設計）人: 陳磊
• 申請（專利權）人: 蘇州工業園區新大誠科技發展有限公司
• 主分類號: H03M3/02
• 分類號: H03M3/02
• 代理公司: 南京中新達專利代理有限公司
• 代理人: 孫鷗

技術領域

本發明涉及一種A/D轉換電路及方法，特別涉及一種基于MSP430的高精度簡易A/D轉換電路及方法。

背景技術

在本發明之前，A/D轉換最常用的方法是逐次逼近法(SAR)，轉換時間固定且快速是其最大的特點，但它的缺陷也很明顯，即分辨率較低，難以提高；積分型A/D轉換有較強的抗干擾能力，但轉換時間較長，實際應用就受到限制；過采樣∑-ΔA/D轉換由于其高分辨率的特點得到應用，但它存在著結構復雜、體積較大、操作難度大缺陷。

發明內容

本發明的目的就在于克服上述缺陷，利用MSP430單片機外接一只電阻和一只電容構成一個類似于∑-Δ技術的高精度單斜率A/D轉換器。

本發明的技術方案是：

一種基于MSP430的高精度簡易A/D轉換電路，其主要技術特征在于MSP430的P2.0口外接串聯電阻、電容，電阻另一端接MSP430的P2.3口，電容的另一端接電源地，模擬信號接入MSP430F1121的P2.4腳，構成類∑-Δ式單斜率A/D轉換器。

本發明的另一技術方案是：

一種基于MSP430的高精度簡易A/D轉換方法，其步驟在于：

(1)開始；

(2)裝入總計數值的一半N/2；

(3)判斷比較器輸出是否為高電平？

(4)如是，則P2.0輸出低電平；如不是，則P2.0輸出高電平，高電平計數值n加1；

(5)總計數值N/2減1；

(6)判斷總計數值N/2是否為0；

(7)若不為0，則跳轉至步驟(3)；

(8)若為0，則內部交換P2.3和P2.4引腳；

(9)測量子程序結束。

本發明的優點和效果在于轉換方法簡化、電路結構簡單，體積小巧、成本低廉、易于實現。

本發明的其它優點和效果將在下面繼續描述。

附圖說明

圖1--本發明電路原理結構示意圖。

圖2--本發明測量子程序流程圖。

具體實施方式

如圖1所示，是本發明的電路原理結構(硬件)示意圖，單片機MSP430F1121的P2.0口外接電阻、電容，電阻、電容呈串聯形；電阻另一端接MSP430的P2.3口，電容的另一端接電源地，模擬信號接入MSP430F1121的P2.4腳，由此構成了∑-Δ式單斜率A/D轉換器。

MSP430F1121是一個具有16位RISC結構的FLASH型單片機，有14個雙向I/O口并兼有中斷功能，一個16位定時器，兼有計數和定時功能，一個模擬電壓比較器。

MSP430F1121的工作電壓為1.8-3.6V，I/O口輸出高電平時電壓接近Vcc，低電平時接近Vss，因此，一個I/O口可以看作一位DAC，具有PWM功能。

測量時P2.4引腳接被測電壓，P2.0口輸出一串占空比為50％、脈寬為Tp的脈沖；當電容充電到Vout＝Vin時，比較器輸出將翻轉，這一過程成為預充電；此后為維持Vout＝Vin，P2.0繼續輸出脈沖。

實施測量子程序時，如圖2所示：

對總的輸出脈沖數N和輸出為高電平的脈沖數n進行計數，其中，“N”表示總脈沖計數值，“N/2”表示總脈沖計數值的一半，“n”表示P2.0輸出高電平脈沖計數值；P2.0口根據比較器的輸出狀態來決定是輸出高電平還是低電平，如果比較器輸出為低電平，表示Vout＜Vin，則P2.0口輸出為高電平，反之，輸出為低電平；當輸出N個脈沖后停止計數，則此時高電平脈沖數n與被測電壓Vin成正比，即以Vcc(這里為3.0V)對應于N(這里為3000)個脈沖，如果n為1500，則Vin＝1/2Vcc，Vin為1.5V，相應的，每個高電平脈沖代表1mv，這樣可以用于比例式測量和絕對值測量。

測量子程序開始，裝入計數值N/2，判斷比較器的輸出電平；若比較器輸出高電平，則P2.0腳輸出低電平；若比較器輸出低電平，則P2.0輸出高電平，高電平計數值n加1；計數值N/2減1，判斷計數值N/2是否為0；若計數值N/2為0，則交換MSP430F1121的P2.3和P2.4引腳，結束子程序。若計數值N/2不為0，則向前跳轉繼續判斷比較器的輸出電平。

完成一次A/D轉換要執行兩次測量子程序，所以在測量子程序中裝入的計數值是總計數值N的一半N/2，這樣執行兩次測量子程序剛好能完成總計數值N。