基于MSP430的直流电子负载设计+电路图+源程序(3)
(5) 能实时测量并数字显示采样电阻两端的电流，电流测量值的分辨率为1mV。
2系统方案分析
2.1系统总体框图设计
图2.1 系统总体方案框架图
在直流电子负载系统中，为了达到可调的要求，通过按键设定需要的恒定电流值，经过单片机处理，可以将恒流数据显示出来。同时把这个设定值进行D/A转换，把恒流信号输入给恒流模块，最终实现恒流。在这个系统中，可以实现不论被测电压的电压值在要求范围内如何变化，流过采样电阻的电流值始终文持恒定的效果。为保证电压输入的安全范围，还需要有过压保护装置对电路进行保护。
2.2系统方案选择
2.2.1 控制芯片
方案一：采用Atmel 公司的51系列单片机对系统进行控制。80c51单片机采用8位的冯诺伊曼结构，其结构简单，功耗低，程序及电路成熟。但是因为位数低，会导致系统分辨率不高，接口也不是很丰富。
方案二：采用TI公司（德州仪器）的MSP430单片机对系统进行控制。它是16位的混合信号处理器，具有超低功耗，而且接口丰富。实验室的DY-FFTB6638开发箱，采用MSP430f6638型号，自带12位A/D转换和D/A转换功能，可以很方便的采集和输出模拟信号。
两个芯片相比较，由于MSP430采用RISC精简指令集，单个时钟周期就可以执行一条指令，在相同晶振下，它的速度较51快12倍。而且片上资源更加丰富。所以本设计选择MSP430单片机。
2.2.2 输入设备
方案一：采用矩阵式键盘。矩阵式键盘相对分立式按键而言，编程较为复杂，而且本系统中只需要恒流信号的输入，不需要太多按键。
方案二：采用分立式按键。分立式按键编程简单，本系统只需要输入恒流信号。受电子手表设置时间的启发，只需使用两个按键就可以实现数字输入的要求。一个按键用来选择电流值的“百位”、“十位”、“个位”，另一个按键选择数字。本设计选用方案二。
2.2.3 显示设备
方案一：采用七段数码管对数据进行显示。
方案二：采用LCD段式液晶显示屏进行数据显示。有绿色背光。
两个方案都可以，相比较而言液晶显示更加美观，故选择方案二。
2.2.4 恒流模块
方案一：采用开关电源实现恒流。若采取该种方案，开关电源中的纹波会一定程度上影响系统采样数据的精度、降低了电子负载的性能。与此同时此种方案电路结构复杂，可实现的功能有限，制作起来工作量大，短时间内制作难度较大。故排除此种方案。
方案二：通过运放和功率管的连接构成反馈电路实现恒流。该方案虽然响应速度略慢，但是此方案方便控制，电路连接简单，电路成熟且成本低廉，其精度也不错，故采用此种方案。
2.2.5 数模转换模块
方案一：用DAC0832作为数模转换芯片。DAC0832由8位输入锁存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换电路及转换控制电路构成。要用到单片机8个I/O口。但是msp430的高电平是3.3v，DAC0832的高电平是5v，所以单片机不能直接驱动这个芯片，要再设计一个放大电路。硬件成本会升高。
方案二：用MSP430f6638自带的12位D/A转换。分辨率更高，节约硬件成本，只需要单片机一个引脚。所以选择方案二。
2.2.6 过压保护模块
方案一：采用软件中断方式对输入电压进行保护。采用电压比较器对输入电压进行比较，然后经单片机进行信号处理，若电压值过高则采取断路动作。但是由于本恒流系统直接与被测电压相连，采用软件中断方式相对电路可靠程度较低，故放弃此方案。
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