在儀器儀表應用領域中，電阻測量是一個普遍的要求，本文將接受才用MSP430單片機實現(xiàn)電阻測量的系統(tǒng)，首先介少其硬件設計，然后介紹軟件設計。

一般來說，只要知道電阻上的電壓和劉靜的電流就可以計算出電阻值，如果在已知電流的情況下，只要測出電阻上的電壓就可以計算出電阻值，而電壓的測量非常簡單，采用MSP430單片機的A/D轉(zhuǎn)換通道就可以完成，如下圖1為系統(tǒng)的原理框圖：

圖1（系統(tǒng)的原理框圖）

由圖1可知該系統(tǒng)由電流源、放大器和跟隨器組成恒流源。恒流源為系統(tǒng)提供恒定的電流，單片機只需要測試電阻上的電壓就可以計算出電阻值。在本系統(tǒng)中，由于使用的是數(shù)字放大器，因此可以通過單片機來控制放大器的增益，從而使恒流源提供不同的電流輸出，以滿足不同的測量范圍。

一、硬件電路設計

本系統(tǒng)的硬件電路主要包括電流源電路、放大器電路、跟隨器電路和單片機電路。

1、電流源電路

電流源電路采用美國BURR-BROWN公司的REF200來實現(xiàn)。該芯片內(nèi)含有兩個100uA的恒流源和一個鏡像電流源。該芯片的精度非常高，提供的電流精度為（100+-0.5）uA，并且低溫系數(shù)為+-25ppm/攝氏度。該芯片使用也非常簡單，只要在7管腳或8管腳上加上2.5v-40v之間的任何一個電壓，就可以在1管腳或2管腳上分別輸出100uA電流。如圖2為具體的電路：

圖2（電流源電路）

2、放大器電路

在本系統(tǒng)中，由于電流源提供的電流為100uA，因此需要進行放大處理，考慮通過單片機控制放大的增益，因此使用數(shù)字放大器。本系統(tǒng)采用的數(shù)字分地區(qū)是美國TI公司的PGA204芯片。PGA204芯片提供1、10、100和1000的可選增益，其輸入偏置電壓最高問哦50uV，輸入偏置電流最大為2nA，具有很高的共模抑制比（115dB，G=1000時），適合作為測試儀精密的電壓放大電路，如圖3所示為實際電路圖：

圖3（放大器電路）

由圖3看到，電流源提供在電阻R501上的壓降為2mV，經(jīng)過PGA204適當放大后在V0管腳輸出放大后的電壓。在設計電路時，需要將反饋管腳FB與輸出管腳V0連在一起。PGA204芯片的A0管腳和A1管腳控制PGA204的增益。該兩個管腳與單片機的一般I/O管腳進行連接，通過單片機來選擇PG204A的增益。表1為A0、A1管腳上輸入電平與增益的關(guān)系。

表1 PGA204的增益選擇 A1的邏輯電平 A0的邏輯電平 增益（G） 0 0 1 0 1 10 1 0 100 1 1 1000

3、跟隨器電路

為了獲得穩(wěn)定的恒流源，在放大電路后面增加跟隨器電路。恒流源跟隨器電路選用TI公司生產(chǎn)的具有極低偏置電流（1pA）的精密運算放大器OPA602來實現(xiàn)。如圖4為具體的跟隨器電路：

圖4（跟隨器電路）

圖4中，REF和FB分別是放大電路的參考輸入和輸出。由電源電路、放大器電路和跟隨器電路組成了本系統(tǒng)的恒流源電路。本恒流源電路提供GmA（G為放大電路的增益）的恒定電流。當G為1時，本系統(tǒng)測量的最大電阻為3K（選用模擬AVcc為參考電源，AVcc為3V）

本系統(tǒng)的的單片機電路也很簡單，只需要將待測電阻的一段與單片機的1路A/D轉(zhuǎn)換通道進行連接，通過兩個一般I/O管腳（P1.0和P1.1）與PGA204的A0和A1進行連接。此外，P1.2管腳作為測量的啟動鍵，P1.3為LED指示燈管腳。