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基于MSP430高精度微功耗可存取数字压力表设计 　　摘 要 　　如今，压力的测量在生活中的应用越来越广泛，因此，人们对于测量压力的仪器要求也开始不断地增高。无论是从哪个方面来看，仪器的精准对和其消耗程度都是压力仪器设计的所需要的考虑的最主要的两个问题。因此，本文就设计压力表进行详细的解释说明，利用多种方式提高仪器的精准度，降低仪器的功能消耗。最后采取专业的方式对设计好的仪器进行校准，增加压力表的数据存储性能，从而保证仪器最后的实用性。 　　【关键词】高精度 微功耗 数字 压力表 　　我国目前所使用的压力表基本分为两种。一种是弹性式压力表，另一种是电子式压力表。这两种压力表在我国已经发展了很长时间，所使用的技术非常成熟。并且它们在社会要求的不断发展中，慢慢的进行改进，不断地满足社会对压力表的要求。但是如今我国进入到了信息化的社会当中，压力表的要求越来越精准，加上对于数据存储的要求提高。压力表的设计需要进入到新的进程当中。 　　1 总体的系统设计 　　在设计压力表的时候，首先需要对压力表的总体设计进行考虑。这个系统需要设计的压力表，是一款对于精度，功耗以及数据存储有较为严格的要求的压力表。因此，在进行设计时，我们需要对这些问题进行一个总体上的考虑，从而保证系统设计全面，达到想要达到的高精度微功耗的目的。 　　设计之初，所考虑的总体系统包括电源管理，参考电压，电流源，电压的数据采集，液晶显示模块，串口通信，温度测量和按键电路等。在这个系统中，是以msp430单片机为基础的。MSP430单片机是一种低功耗的信号的处理器。因此它可以有待机时间长，功能消耗低的功能。本系统的设计主要考虑的是低功耗的要求，因此采用的从控制器msp430f149很好地符合了这样一个要求，使得系统设计出来的尽量高精度、低功耗。 　　2 硬件设计 　　2.1 电源管理 　　电源管理的设计也是注意降低功耗的一个重要的设计。如何设计能够减少电源浪费并且还可以降低功耗，是电源设计中最主要的考虑问题。因此这个系统在设计电源时，采用的是将模块与时间规划相结合的构造形式。大致的意思就是如果功能模块不工作了，它的电源会被断开，这样就可以在最大程度上降低电源的功耗，降低电源的浪费。因此设计的系统采用的电源分是5V和3.3V的，这两种芯片是低压的稳压芯片，非常好的满足了压力表所需要的微功耗的要求。 　　2.2 数据采集模块设计 　　在这个系统的电源管理中，采用的是ADR291的参考电压芯片。这种电压芯片的优点是噪声比较小，功率也比较小，满足了电压设计的低功耗要求。并且，在电源设计中，可以采用恒流源电路，从而降低温度对于系统精度的影响。在选择恒流源电路的时候，采取的芯片OPA335，这个芯片的好处在于它可以自动归零，是单电源运算的发达器。这个芯片的电压和电流都很好的满足了系统的精度和功耗的要求，符合系统设计的初衷。在设计系统的时候，对恒流源进行测试，发现它在负载阻抗低于5千欧姆的时候，是稳定并且可靠地。很好地满足了系统对于电源的要求。 　　除此之外，由于单片机本身的电路无法满足系统高精度的要求，因此，我们也可以选择A/D的转换电路。这种电路的芯片可以放大信号，使得信号的精准的提高，并且在提高精度的基础上，最大程度上将系统的结构简单化。但是在设计的过程中，要将模拟电源和数字电源分开，这样既可以保证正常的供电，也可以避免它们之间相互干扰。 　　3 软件设计 　　3.1 数据的采集 　　MSP430总共六种模式，一种活动模式，其余五种都是低功耗的模式。在设计中，可以通过设置改变他的模式，使得其在不同的情况下满足不同的要求。因为不同的模式对于电源的要求都是不同的，一次耗电能力也是不一样的。 　　因此系统在设计的时候，采取的数据采集的方法是分时采集。意思就是说，在采集数据的时候，要根据不同的菜单设计情况，采集不同的数据。例如在采集压力数据时，系统可以根据时间来进行采集，而不是根据程序的循环来进行采集。根据时间采集的好处在于，每次采集完成，都会进入一次时间的间断，时间的间断带来的是模式的改变，这样的话就可以满足减低功耗的要求，但却不影响系统的正常工作。 　　3.2 均值滤波的控制 　　在设计完成之后，要进行最后的设计校准。在实验中我们发现，系统的稳定性和及时性没有被满足。寻找原因发现，是由于系统采用的是一般简单的均值滤波的方法。这种方法在数据变化较快的时候，就不能够准确地及时地反映出数据。因此，在后期的设计改良中，爱用根据压力数据的变化确定滤波这种方法。这种方法可以保证在不同的变化速度之下，采取不同的滤波方法采集数据。在压力变化较快的时候，可以采用较少点的均值滤波方法，从而保证数据传输的及时性。在数据变化比较慢的时候，采用多点排序的方法，从而在保证数据准