手持式LCR数字电桥设计：MSP430与FPGA应用

"该资源是一本关于软件校准和手持式LCR数字电桥设计的硕士学位论文，由北京交通大学裴慧卿撰写，指导教师为高金山。论文详细介绍了基于MSP430单片机的LCR数字电桥的设计与实现，旨在提高电子测量的精度和便携性。" 本文探讨了软件校准在减小系统测量误差中的作用，特别是在硬件和软件两方面的考虑。硬件优化主要涉及电路设计改进和高精度组件的选择，例如在论文中提到的MSP430 LCR数字电桥，它采用了FPGA芯片和滤波电路来生成精确的测量频率和A/D转换器时钟，以提升测量准确性。 论文的核心内容是设计了一款手持式LCR数字电桥，用于测量电阻、电容和电感等电子元件的参数。该电桥由多个关键部分组成，包括参考信号源、半桥测量电路、相敏检波器、A/D转换器、微处理器、键盘和LCD显示器。其中，半桥测量电路使用四级标准电阻和高精度运算放大器，能自动选择合适的电阻档位，实现量程的自动转换。系统通过模拟相敏检波技术和双积分式高精度A/D转换器提升测量精度，并应用自由轴法以进一步减少误差。 在软件层面，论文讨论了软件算法的实现，包括错误分析和软件校准，以确保系统具备高精度。该系统采用MSP430F449低功耗单片机作为核心处理器，通过3x3键盘阵列控制各功能模块，利用中断技术和双功能键技术实现用户交互。测量结果在LCD上显示，具有多种功能，如元件类型选择、测量频率选择、工频干扰选择、数据保持、Flash存储、筛选、蜂鸣器提示、辅助变量计算、电池电压检测和低压警告，以及RS232数据传输等。 系统的测量精度达到了0.5%，覆盖了广泛的电阻（1Ω到10MΩ）、电感（10μH到100mH）和电容（100pF到10μF）测量范围，同时具备低功耗（9V供电，电流50mA-60mA）和结构紧凑的特点。论文还包含大量的实验数据、误差分析和29幅图表，以及14个表格和25篇参考文献。 关键词：LCR数字电桥、FPGA、MSP430、嵌入式系统、电子测量。