基于MSP430F169的多路电阻测量系统设计
2．2 放大电路设计
为了保证测量的稳定性，同时考虑到通过单片机控制的放大器的增益实现量程的转变，因而本系统采用TI公司的增益可编程仪表放大器PGA204，该放大器最大的特点是通过编程可以实现1，10，100，1 000的可选择增益，具有很高的共模抑制比(115 dB，G=1 000时)，其输入偏置电压最大为50μV，最大偏置电流为2 nA，芯片功耗低，放大器工作电压为仅±4．5 V，不工作时的电流仅为5 mA。增益控制很灵活，芯片的管脚A0和管脚A1控制放大器增益，与从机的I／O相连。通过在管脚A0和管脚A1输入对应的高电平或者低电平即可获得相应的增益。可编程放大器增益，实现了测量量程的转换。每一路放大电路的硬件连接如图2(b)所示。
2．3 跟随器电路设计
为了保证恒流源的稳定，在放大电路之后连接跟随器电路，跟随器电路选择TI公司的高速精密运算放大器OPA602来实现，该放大器的精度较高，偏置电流仅为1 pA。具体硬件电路如图2(c)所示。
恒流源电路由电流源电路、放大器电路和跟随器电路组成。该恒流源所提供的电流与放大电路的增益G相关，系统选用模拟AVcc为参考电源，大小为3 V，放大电路G增益为1时，系统测量的最大电阻为3 kΩ。该恒流源电路具有结构简单，精度高，稳定性强，功耗低的特点。
3 双单片机协同工作
3．1 I2C总线
I2C总线是由Philips公司开发的用于内部控制的简单双向两线串行总线，该总线具有协议完善、支持芯片多、占有I／O口线少等优点。I2C总线是由串行数据总线(SDA)和串行时钟总线(SCL)组成，一个用来传输数据，另一个用来控制数据传输时钟。该总线标准模式速度为100 Kb／s，快速模式速度可以达到400 Kb／s，高速模式可达3．4 Mb／s，I2C能在最大总线负载下实现100 Kb／s的速率运行，且器件连接的个数只受最大400 pF的电容限制。数据在I2C总线上的通行过程如图3所示。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/194357.htm
SDA和SCL是通过一个上拉电阻与正电源连接的双向信号线。当总线空闲时，这两条信号线都保持高电平。当SCL线处于高电平、SDA线从高电平向低电平跳变时为起始信号；当SCL线处于高电平、SDA线从低电平向高电平跳变时为停止信号。起始条件和停止条件之间为通信传输的过程。
3．2 单片机的拓扑结构
由于MSP430F169单片机的串行通信模块USART0可以设置成I2C模式进行工作。在多路电阻测量系统中，主机和从机通过各自的串行通信模块USART0进行I2C主／从双向通信，主机和从机都能够接收和发送数据，但总线的时钟信号SCL、起始信号、终止信号都由主机产生。I2C总线在实现时，只需将主机和从机的管脚P3．1(SDA)和管脚P3．3(SCL)相连，并将管脚设置成I2C模式，同时I2C总线必须通过两个电阻分别将总线的SDL和S拉高。单片机的拓扑图如图4所示。
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