MSP430系列单片机是美国德州仪器开端推向市场的一种16位超低功耗、具有精简指令集的混合信号处理器。称之为混合信号处理器，是因为其针对实际运用需求，将多个不同功用的模仿电路、数字电路模块和微处理器集成在一个芯片上，以供给“单片机”解决计划。该系列单片机多运用于需求电池供电的便携式仪器外表中。下面一同来看看依据MSP430的规划电路图集锦。
1、选用MSP430单片机的可穿戴式血糖仪电路
介绍了一种便携式血糖仪的规划。该规划首要从低功耗及精确性的视点动身，以MSP430系列单片机为中心，葡萄糖氧化酶电极为测验传感器，较快地测验出血糖浓度。此外，所规划的血糖仪还具有贮存功用，有助于用户检查血糖浓度前史值和改动趋势。
血糖测验电路：在酶电极两头滴入血液后，会发生自由电子。因为电极两头存在鼓励电压，就会有定向电流流过电极。该鼓励电压是由ADC模块供给的1.5V稳压通过电阻分压而发生的，大约在300mV左右，它能发生μA等级的定向电流。因为A/D转化模块丈量的是电压，所以需求将该定向电流转化成电压，而且进行必定的扩大。本体系选用图2所示的电路来完结电流到电压的转化和扩大。运算扩大器LM358的反相端衔接血糖试纸上的 酶电极，当有血液滴入时，该电极与地之间为等效电阻Rx，流过该电阻的电流正比于血液中的血糖浓度值。
MSP430的A/D模块输出1.5V的稳压通过R2 和R3分压，发生300mV的鼓励电压，该电压通过运放的正端加到电极两头。R4起到反响扩大的作用，它将运放的输出规模限定在A/D模块的转化规模内。在PCB板布线时，因为运放输出和MSP430的ADC模块输入I/O口之间的走线比较长，为了保证丈量值的精确，需求对测验电压进行滤波，C21便是用来起滤波作用的，以削减走线过长所引进的外来搅扰对血糖测验的影响。而运放直接接电容负载简略引起输出震动，R14的作用便是阻隔运放和电容。因为电阻 R14上会有电流流过，这样电阻两头就有压降存在，电压信号会受此影响而改动，为了不影响血糖测验的精度，R14 的值不能取得过大。跟据经验值取50Ω。
温度检测电路：因为血糖测验是运用生物电化学反响，而影响该反响的重要因素是温度。在不同的温度下，葡萄糖氧化酶的活性不同。即便是相同血糖浓度的血液，选用相同的鼓励电压，在不同温度下，由葡萄糖氧化酶氧化发生的电流巨细也不同。所以需求依据温度进行补偿以取得正确的血糖浓度值。当温度过高或过低时，葡萄糖氧化酶就会彻底失掉活性，此刻血糖仪需求给出报警，提示用户外表不能在该温度下进行操作，防止得出过错的检测值。温度测验电路如图3所示。
图中，R9是热敏电阻ET833，该电阻具有负温度特性。 R10是阻值为83k Ω的高精电阻。R9上 端接的是由MSP430的A/D转化模块输出的1.5V稳压，由 于该1.5V稳压也是 A/D转化模块的参阅电压，因而这种接法能够消除A/D参阅电压颤动所引起的转化差错。血糖仪正常作业时，通过测得P6.1端口的电压，核算出热敏电阻 R9的巨细，然后依据ET833的特型曲线，推算出温度值，以进行温度补偿。
数据存储电路：为了便运用户能随时检查血糖的改动状况，本血糖仪具有存储血糖值的功用。用户不仅能查询每次丈量的前史值，还能够查询最近28d内的血糖值的改动趋势，依据血糖改动趋势，拟定正确的用药方法，到达操控血糖浓度的意图。
本体系最多能够存储1000个前史数据，每个前史数据需求8B来保存，数据包括血糖值浓度及测验日期这两个信息，这样就需求8000B的存储空间。 24LC64是微芯公司出产的一片E2 PROM芯片，能够存储8KB，因而选取一块24LC64芯片即满意。E2 PROM和单片机之间的详细接线方法如图所示，P4.0～P4.3都是MSP430的数字I/O口。P4.1是写保护引脚，用来防止因为外部搅扰或许程序犯错对EPROM的误写操作。P4.2和P4.3是24LC64和MSP430进行通讯的衔接口。P4.0用于对24LC64供电，运用I/O口对该芯片供电的意图是为了下降体系运转时的全体功耗，此外，还节省了电子开关，下降了本钱，有利于布线。
2、依据MSP430便携式心率丈量体系电路
HRV丈量体系与常见的健身设备心率丈量体系类似。丈量心率的常用技能有两种：一种依据心电图 （EKG），另一种则依据光脉冲拾波器（如同在脉息血氧计体系中那样）。EKG是最常用的技能，因为它在任何状况下都能够为配戴者供给牢靠的功用，不论用户处在何种状况（例如：摇摆或歇息）都不受影响。这种体系需求将电极衔接至用户的胸部或手臂。EKG易于开发且能接连作业，首要是因为EKG信号的起伏一般为1 mV。凭借新式低本钱电子器材，对该进程的操控已变得的适当简略。在现用的EKG型心率丈量设备中，胸带运动手表是一个很好的比方。简略地说，心率变异性剖析便是记载心率并核算其随时刻的改动趋势。就个别而言，在身体彻底放松的状况下HRV简直或彻底没有。
该电路可轻松扩展以履行HRV丈量。核算HRV的另一种方法是选用常常和脉息血氧计一同运用的技能来丈量心率。图4为依据脉息血氧计技能的光脉冲拾波器系。
重视可穿戴医疗规划隐秘，值得你花时刻阅览的规划攻略！
3、依据MSP43O和Zigbee的无线抄表终端电路
介绍了一种以MSP430F149单片机为中心的，依据Zigbee网络的无线抄表终端。详细论述了该终端的首要特色、硬件电路规划和软件规划。实验结果标明，该规划具有运转安稳，牢靠性高的特色，可广泛运用于各类水、电、气表终端无线会集抄表中，具有杰出的运用远景。
电路原理：中心处理器选用TI公司的MSP430F149单片机。为完结低功耗的要求，电路中选用高速和低速两个晶振，由高速晶振发生频率较高的MCL-K，以满意 CPU高速数据运算的要求，在不需求CPU作业时封闭高速晶振，由低速晶振发生频率较低的ACLK，运转实时时钟。日历时钟芯片选用PHILIPS公司的 PCF8563。此芯片支撑IIC总线接口，选用低功耗CMOS技能，具有较宽的作业电压规模1．0V～5．5V，在3．0V供电条件下，作业电流和休眠电流的典型值都为0．25μA，能记载世纪、年、月、日、周、时、分、秒，具有守时、报警和频率输出功用。存储器选用复旦微电子的FM24C04。此芯片是两线制串行EEPROM，兼容I%&&&&&%总线接口，选用低功耗CMOS技能，具有较宽的作业电压规模2．2V～5．SV，在3．0V供电条件下，额定电流为 1mA，休眠电流典型值为5 μA，在掉电状况下，存储器中的数据能保存100年。
MSP430F149在硬件上具有2路TTL电平的串行接口，一路经SP3485芯片转化成RS485串行接口后与衔接在其底层的数字电能表通讯，另一路直接与CC2430进行通讯。RS485总线被现在的绝大多数数字电能表所支撑，其选用平衡发送和差分接纳方法完结通讯，具有极强的抗共模搅扰才能，信号可传输上千米，而且支撑多点数据通讯。而契合Zigbee协议的CC2430芯片支撑TTL电平的串行接口，所以无须进行接口转化，就能够与中心处理器进行通讯。本终端在规划的进程中一切器材的选型都考虑了低功耗要求，即便运用电池供电，每次替换电池也至少能够运用两年。而且选用的元器材都支撑3．3V电压，悉数电路只需求单一电源就能够安稳运转。 图1是本终端的硬件原理图，省掉掉了电源稳压电路、滤波电路和一些外围元件。图中的LED1、LED2、LED3别离用于指示接纳数据、发送数据和无线网络状况。
4、一种选用MSP430F2274无线充电电路
选用MSP430F2274超低功耗单片机作为无线传能充电器的监测操控中心，通过开关挑选充电的速度，完结快速充电和常态充电功用，电能充溢后给出充溢提示且主动中止充电。无线充电体系首要选用电磁感应原理，通过线圈进行能量耦合完结能量的传递。体系作业时输入端将沟通市电经全桥整流电路变换成直流电，或用24V直流电端直接为体系供电。当接纳线圈与发射线圈接近时，在接纳线圈中发生感生电压，当接纳线圈回路的谐振频率与发射频率相一起发生谐振，电压达最大值，具有最好的能量传输作用。通过2个电感线圈耦合能量，次级线圈输出的电流经承受转化电路改动成直流电为电池充电。交直流输入选用单刀双闸继电器，沟通上电常开闭合，常闭翻开完结沟通优先，沟通断电继电器断电， 常闭闭合，完结主动切换。在切换时，时刻很短，C1可供给必守时刻的电量，能够完结不断电切换，不影响充电。
5、依据MSP430单片机的数控直流电流源电路
体系硬件以MSP430F2274单片机为中心，外围包括电源模块、数码管显现模块、D/A转化模块及恒流源模块。
电源原理：稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路组成，a 整流和滤波电路：整流作用是将沟通电压U2变换成脉动电压U3。滤波电路一般由电容组成，其作用是脉动电压U3中的大部分纹波加以滤除，以得到较滑润的直流电压U4。b 稳压电路：因为得到的输出电压U4受负载、输入电压和温度的影响不安稳，为了得到更为安稳电压添加了稳压电路，然后得到安稳的电压U0。
图3.4 ±12V电源电路图
图3.4中电路供给+12 V的电源；首要用于LM1117，再由LM1117发生3.3V的电压作为MSP430F2274的作业电压。
图3.5 +5V电源原理图
图 3.5中供给的+5V的电源用于LM358 。 因为要求输出的电流最大值为2000mA，而且首要电流从它通过，所以要用大电容，本规划选用两个 2200UF 50V的电容并联（一起为了减小纹波系数本规划在两个电容之间接入有源滤波电路），因为的LM358的耐压值最大可达42V，所以 LM358能够安全作业 。
D/A电路模块
运用MSP430单片机的通用I/ O口（ P1口）与TLC5615构成的DAC电路如图3.6所示。别离用P1.0、P1.2模仿时钟SCLK和片选CS，待转化的二进制数从P1.1输出到TLC5615的数据输入端DIN。
图3.6 硬件衔接图
恒流源电路
计划一：本规划在起先运用图3.7所示 恒流源电路 ， 运放的输出端通过三极管与反向输出端相连，构成负反响电路，因为运放的同相输入端与反相输入端在理论上是虚短的，且运放的输入电阻无穷大，因而反相端和同相端的电位持平，即Ui=Ui，又因为三极管的发射极Ii=Ui/R1与集电极电流Io仅相差细小的基极电流，可视为两者持平即Ii=Io。因而能够通过改动同相输入端的电压来调整输出电流Io的巨细。
图3.7 计划一恒流源电路原理图
计划二：输出电流采样电路是选用取采样电阻两头的电压差，依据I=V/R 换算得到电流值的。图3.8是数控电流源的恒流源电路。 LM358和晶体管 Q1、Q2组成电压－电流转化器，U1A、U1B和电阻R1－R8运用D/A的输出完结对电压进行数控。LM358首要功用是能够完结V/I转化。 TIP42C（10A）是大功率PNP三极管，首要功用是完结功率扩大。输出电流采样电路是选用取采样电阻两头的电压差，依据I=V/R 换算得到电流值的。电路原理图如图3.8所示。通过对电阻R9两头的电压值进行采样，通过运算扩大器送入片内A/D转化器进行转化。因为R9是2欧姆，所以能够丈量 0～2000mA的电流规模。R9两头的电压在0～4V的规模内改动，满意体系规划的精度要求。
图3.8 计划二恒流源电路原理图
数码管显现电路
本题选用ZLG7289来操控按键，操控4个键和四个数码管，完结20～2000mA电流的输入。数码管显现电路图如图3.9所示。运用ZLG7289自身的特性能够串行接口无需外围元件可直接驱动LED，各位独立操控译码/不译码及消隐和闪耀特色，循环左移/ 循环右移指令，具有段寻址指令便利操控独立 LED，而且有4 键键盘操控器内含去颤动电路，彻底到达标题所提及的要求。
图3.9 数码显现管电路图
本体系是一个依据单片机的数控直流电流源体系。选用单片机作为中心，辅以带反响自安稳的串调恒压源，能够接连设定电流值。由D/A转化器TLC5615、 ZLG7289、中文字库液晶显现块、扩大电路和大功率调整电路组成。通过独立键盘输入给定值，由D/A转化器将数字信号转化成模仿信号，经D/A输出电压作为恒流源的参阅电压，运用晶体管平整的输出特性得到稳定的电流输出，最后用中文液晶显现输出。其间单片机选用美国TI公司的MSP430F2274作为操控中心，运用闭环操控原理，加上反响电路，使整个电路构成一个闭环。数控直流电流源以单片机MSP430F2274为操控中心，由D/A转化器TLC5615、ZLG7289、中文字库液晶显现块、扩大电路和大功率调整电路组成。通过4位键盘输入给定值，由D/A转化器将数字信号转化成模仿信号，经D/A输出电压作为恒流源的参阅电压，以LM作为电压跟从器，运用晶体管平整的输出特性得到稳定的电流输出，最后用中文液晶显现输出。
6、依据MSP430F449的数据存储和USB串行通讯电路
MSP430F449是MSP430系列中的一种，MSP430系列是一种具有集成度高，功用丰厚、功耗低一级特色的16位单片机。它的集成调试环境 Embedded Workbench 供给了杰出的C言语开发渠道。规划中依据程序的杂乱性和程序容量大的要求挑选了MSP430F449，这款芯片具有64K程序存储器，能够满意大部分杂乱操控的需求；它的封装100－PIN QFP具有杰出的互换性，与MSP430F437 、MSP430F435等芯片具有彻底一致的管脚能够在程序量上进行合理挑选。
CP2102是USB到UART的桥接电路，完结USB数据和UART数据的转化，电路衔接简略，数据传输牢靠，把下位机串行数据转化成USB数据格式，便利完结数据通讯，在上位机上通过运转该芯片的驱动程序把USB数据能够依照简略的串口进行读写操作编程简略，操作灵敏。
图1 MSP430F449 接口原理图
以上是MSP430F449与EEPROM以及CP2102的接口原理图，本文要点在于介绍数据收集进程完结今后的数据存贮和数据传输。数据的收集多种多样，能够通过片内的ADC转化器对模仿量进行收集，也能够通过独立的端口操控线对特别的传感器比方温度传感器、压力传感器等进行数据转化，这不作为本文介绍的内容。本文首要是针对不同的收集进程完结后数据的存储和传输处理。
7、MSP430和nRF905的无线数传体系电路
体系硬件规划
MSP43O的USART模块可通过寄存器装备为通用异步串行口或SPI模块功用，这儿装备为SPI模块。本体系选用的MCU是MSP430F133，在硬件规划时把MCU的SPI接口和nRF905的SPI接口相连即可，别的再选几个I／O口衔接aRF905的输入输出信号，如图1所示。
关于初度触摸无线体系的规划者，因其射频部分的元件收购、焊接和调试比较费事，能够选用PTR8000模块。该模块内核运用nRF905，硬件电路现已焊好，运用起来相对便利一些。
8、依据MSP430单片机的称重式液位仪电路
V/F转化电路模块
如图2所示，输入电压经射随器UD1A从LM331的7脚输入，电阻RD7 能够抵消6脚的偏流影响，然后减小频率差错，为了削减LM331的增益差错和由RD10、RD11、CD2引起的误差，RD13选用51K电阻CD1为滤波电容。当6脚和7脚的RC时刻常数相匹配时，输入电压的阶跃改动将引起输出频率的阶跃改动，假如CD3比CD1大的多那么输入电压的阶跃改动可引起输出频率的瞬间中止，6脚的电阻和%&&&&&%能够差生滞后效应，以取得杰出的线性度。
图2 V/F转化电路原理图
液位检测及操控电路模块
体系通过压力传感器进行数据信号收集，收集到的信号通过运算扩大器进行信号扩大。扩大后的信号送入V/F进行压频转化，将其输出的频率信号作为中断请求信号接至MCU的P2.4脚，由MCU对其进行处理后，将其转化成液位值，并依据液位设定值和上、下限值操控相应的电磁阀，使容器内液位高度与设定值保持一致。为便于电路的调试和调查，每个电磁阀都设有作业状况指示灯，标明当时是出液阀仍是进液阀正在作业。其操控电路见图3。
图3 液位丈量及操控电路
9、MSP430的低功耗外表体系电路
本外表系中选用的是MSP430芯片。MSP430系列的首要特征有：超低能耗的体系结构大大延长了电池寿数;适用于精细丈量的抱负高功用模仿特性;16位RISC CPU为每一时刻片处理的代码段容量供给新的特性，体系可编程的FLASH存储器能够重复擦写代码、分块擦写和数据载入。MSP430系列是一款具有精简指令集的16位超低功耗混合型单片机。它包括冯诺依曼结构寻址方法（MAB）和数据存储方法（MDB）的灵敏时钟体系，因为含有一个规范的地址映射和数字模仿外围接口的CPU，MSP430为混合信号运用需求供给了解决计划。
电源电路模块
在整个别系中，我用到了±5V、±12V， 2.5V， 3V。关于±5V和±12V这两组电压是选用专门的电源模块来供电的。因为MSP430型单片机是低功耗的单片机，选用3V供电，要用专用的电源模块来对单片机进行供电。单片机的供电模块是德州仪器公司的TPS76301，这个电源模块是外表贴片式的，输出电压接连可调，能够输出1.6-5.0V的电压。只要5个管脚。它能够供给l50mA的电流，输出电压的运用电路如图2所示。
图2 TPS76301的运用电路
扩大与滤波模块
我在该低功耗体系的输入通道中选用的前置扩大器是TI公司的OPA349。输入通道电路如图3所示，该电路除了扩大功用，还能具有滤波功用，消除无关的沟通重量。
图3 扩大与滤波电路图
RS-485通讯电路模块
通讯模块是本体系的一个重要组成部分梁。操控器通过通讯模块完结前史运转数据及有关信息的上传和基本参数、操控指令等的接纳，规划一个较成功的通讯电路将直接影响到操控器的调试、功用发挥及其通用性。
图4 RS-485串行通讯
图4为RS-485通讯接口电路，单片机与上位机之间的数据传送通过RS485收发器NAX485，由单片机的USARTI发送和接纳。通讯方法为半双工，由单片机的P3.5口操控数据发送和接纳。为了进步数据传输的抗搅扰性，RS-485为+5V独自供电，选用高速光耦与其他电源彻底阻隔，不共地。因为传输线较长而且现场可能有电磁搅扰，所以在传输线上并联瞬变电压抑制器TVSC，串联熔断器，而且传输线运用带屏蔽层的电缆。
