基于MSP430的手持LCR数字电桥设计与实现

"这篇论文详细探讨了基于MSP430微处理器的手持式LCR数字电桥的设计与实现，旨在提供一种便携式的电子元件参数测量工具，能够精确测量电阻R、电感L和电容C。" 本文是北京交通大学计算机系统结构专业的硕士学位论文，作者裴慧卿在导师高金山的指导下，设计了一款创新的手持式LCR数字电桥，它能够测量电阻、电容和电感的值。论文的主要研究内容包括以下几个关键部分： 1. 需求分析与系统设计：论文首先进行了手持式LCR数字电桥的需求分析，确定了系统设计目标和功能框架，包括用户可定制的测量频率、元件筛选、串口数据传输等功能。 2. 硬件选择与测量原理：通过对现有硬件测量电路的分析，论文选择了合适的硬件结构，如FPGA分频模块、相敏检波电路等，并基于MSP430微处理器进行电路设计。MSP430F449是一款低功耗的16位单片机，适用于这种应用场景。 3. 硬件电路设计：硬件电路设计涵盖了微处理器控制电路、FPGA分频、相敏检波器以及外围驱动电路等。其中，半桥测量电路能自动切换标准电阻以适应不同量程，确保测量精度。 4. 软件架构与功能实现：软件设计包含了键盘控制、参数测量、量程自动切换、筛选功能和串口通信等模块的实现。键盘控制使用中断技术，测量结果显示在LCD显示屏上。 5. 测试与评估：系统经过测试，满足了预期的功耗和测量精度要求，具备了测量各种电子元件的能力，并通过RS232接口实现数据传输。此外，系统还具备电池电压检测和低压警示功能，以及数据保持和筛选功能。 论文详细阐述了硬件设计原理和软件算法的实现，并基于大量测量数据进行了误差分析和软件校正。系统特点是精度高、功耗低、结构紧凑，测量范围广泛，包括电阻1Ω至10MΩ，电感10μH至100mH，电容100pF至10μF。供电电压为9V，工作电流50mA至60mA。 关键词涉及LCR数字电桥、FPGA、MSP430、嵌入式系统和电子测量，表明了研究的核心技术和应用领域。论文包含29幅图、14个表格和25篇参考文献，为深入理解和实施此类设计提供了详实的信息。