基于電容檢測芯片的電容檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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另外，參考電壓VREF、空載輸出電壓Vout等也可以通過寄存器進(jìn)行精確調(diào)節(jié)。其空載輸出電壓的計(jì)算公式如下：
Vout=GAIN×V2P25×1．14×(CS2T-CS1T)／CF+VREF (1)
式中：CSlT=CS1IN+CSl，CS2T=CS2IN+CS2；本系統(tǒng)中可調(diào)整的內(nèi)部增益GAIN取2；V2P25為芯片參考電壓輸出，默認(rèn)值為2．25 V；參考電壓VREF可選O．5 V與2．5 V兩個(gè)值，本系統(tǒng)中選取O．5 V。由于燒寫EEPROM需要額外的16 V電壓，本系統(tǒng)中將TEST引腳拉低使芯片處于測試狀態(tài)，通過I／O即可直接更改其寄存器。由于掉電后寄存器數(shù)據(jù)將丟失，所以每次上電后都需要對所有的寄存器進(jìn)行初始化。需要特別指出的是，MS3110數(shù)據(jù)手冊中給出的寫寄存器時(shí)序圖中，將數(shù)據(jù)輸入時(shí)鐘SCLK周期標(biāo)為固定值2μs。在實(shí)驗(yàn)中我們發(fā)現(xiàn)，周期大于2μs時(shí)均可成功設(shè)置。
2．2 MSP430F149簡介及通信接口設(shè)計(jì)
系統(tǒng)使用MSP430F149集成的12位A／D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換。MSP430F149在1 MHz的時(shí)鐘頻率下運(yùn)行時(shí)，芯片的電流在200～400μA左右；在等待方式下，耗電僅為O．7μA；在節(jié)電方式下，電流最低可達(dá)0．1 μA。集成的12位A／D轉(zhuǎn)換器具有較高的轉(zhuǎn)換速率，最高可達(dá)200 kbps，能夠滿足大多數(shù)數(shù)據(jù)采集應(yīng)用，為系統(tǒng)的單片解決方案提供了極大的方便。
MSP430F149集成的A／D轉(zhuǎn)換器可采用內(nèi)部2．5 V參考電壓或外部參考電壓，但其內(nèi)部參考電壓準(zhǔn)確性較差，在本系統(tǒng)中將MS3110的2．25 V參考電壓輸出作為A／D轉(zhuǎn)換器的參考電壓。低功耗單片機(jī)與集成A／D轉(zhuǎn)換器的采用保證了系統(tǒng)擁有較低的功耗。
與上位機(jī)的通信接口采用MSP430F149集成的串行接口，通過MAX3232芯片轉(zhuǎn)換為三線RS232接口與計(jì)算機(jī)串口直接相連。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/180631.htm
3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)軟件包括單片機(jī)軟件與上位機(jī)軟件兩部分。
3．1 單片機(jī)軟件設(shè)計(jì)
采用IAR Assembler for MSP430集成開發(fā)環(huán)境，使用C語言編寫了單片機(jī)部分的程序，主要包括系統(tǒng)初始化、測量芯片寄存器初始化、測量與數(shù)據(jù)傳輸?shù)?。單片機(jī)軟件流程如圖3所示。
單片機(jī)初始化包括單片機(jī)I／O初始化、串行口參數(shù)初始化、A／D轉(zhuǎn)換器初始化，以及與上位機(jī)通信接收系統(tǒng)參數(shù)等。MS31lO初始化是通過單片機(jī)I／O對MS3110內(nèi)部寄存器進(jìn)行初始化，包括參考電容值、可調(diào)增益、初始電壓等參數(shù)。采樣開始后，單片機(jī)按照設(shè)定采樣率進(jìn)行采樣；采樣結(jié)束后，將數(shù)據(jù)經(jīng)轉(zhuǎn)換后傳送給上位機(jī)進(jìn)行處理、顯示與存儲(chǔ)。
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