MSP430系列单片机是美国德州仪器开始推向市场的16位超低功耗混合信号处理器。混合信号处理器之所以被称为混合信号处理器，是因为它将多个不同功能的模拟电路、数字电路模块和微处理器集成微处理器，以满足实际应用需求“单片机”解决方案。该系列单片机主要用于需要电池供电的便携式仪器。让我们来看看基础MSP设计电路图集锦430。

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1、采用MSP430单片机的可穿戴式血糖仪电路

介绍了便携式血糖仪的设计。该设计主要从低功耗和精度的角度出发MSP以430系列单片机为核心，葡萄糖氧化酶电极是测试传感器，可以快速测试出血糖浓度。此外，设计的血糖仪还具有存储功能，帮助用户查看血糖浓度的历史价值和变化趋势。

血糖测试电路：血液滴入酶电极两端后，会产生自由电子。由于电极两端有激励电压，定向电流过电极会出现。激励电压为由ADC模块提供的1.5V电阻分压产生的稳压约为300mV它能产生左右μA级别的定向电流。由于A/D转换模块测量电压，因此需要将定向电流转换为电压并放大。该系统使用图2所示的电路来转换和放大电流到电压。运算放大器LM358反相端连接血糖试纸 当血液滴入时，酶电极与地面之间有等效电阻Rx，流过电阻的电流与血液中的血糖浓度值成正比。

MSP430的A/D模块输出1.5V的稳压通过R2 和R3分压，产生300mV激励电压，电压通过正端加到电极两端。R4起到反馈放大的作用，将输出范围限制在A/D在模块转换范围内。在PCB板布线时，由于输出和运输，MSP430的ADC模块输入I/O口之间的线路相对较长，为了保证测量值的准确性，需要过滤测试电压，C21用于过滤，以减少外部干扰对血糖测试的影响。而运放直接接电容负载容易引起输出震荡，R14的作用是隔离运输和电容。由于电阻 R为了不影响血糖测试的准确性，会有电流流过，这样电阻两端就会有压降，电压信号就会发生变化，R14 值不能太大。根据经验值50Ω。

温度检测电路：影响这种反应的重要因素是温度，因为血糖测试是利用生物电化学反应。葡萄糖氧化酶在不同温度下活性不同。即使血糖浓度相同，激励电压相同，葡萄糖氧化酶氧化产生的电流在不同温度下也不同。因此，需要根据温度进行补偿，以获得正确的血糖浓度值。当温度过高或过低时，葡萄糖氧化酶将完全失去活性。此时，血糖仪器需要报警，表明用户仪器不能在该温度下操作，以避免检测值错误。温度测试电路。

图中，R9是热敏电阻ET该电阻具有负温特性。 R10是阻值为83k Ω高精度电阻。R9上 端接的是由MSP430的A/D转换模块输出1.5V稳压，由 于该1.5V稳压也是 A/D该接法可以消除转换模块的参考电压A/D参考电压抖动所引起的转换误差。当血糖仪正常工作时，通过测量P6.1端口电压计算热敏电阻 R然后根据9的大小ET833偿温度，计算出833的特殊曲线。

数据存储电路：为了方便用户随时检查血糖的变化，本血糖仪具有储存血糖值的功能。用户不仅可以查询每次测量的历史值，还可以查询最近的28d根据血糖变化趋势，制定正确的用药方法，控制血糖浓度。

该系统最多可存储1000个历史数据，每个历史数据需要8个B为了保存，数据包括血糖浓度和测试日期，需要8万B存储空间。 24LC64是微芯公司生产的一片E2 PROM可存储8个芯片KB，所以选一块24LC64芯片就够了。E2 PROM单片机之间的具体接线方式，P4.0～P4.3都是MSP430的数字I/O口。P4.1.写保护引脚，避免外部干扰或程序错误EPROM误写操作。P4.2和P4.3是24LC64和MSP430通信连接口。P4.0用于对24LC64供电，利用I/O此外，还节省了电子开关，降低了成本，有利于布线。

2、基于MSP430便携式心率测量系统电路

HRV心率测量系统类似于常见的健身设备。有两种常用的心率测量技术：基于心电图的一种 （EKG），另一种是基于光脉冲拾波器(如脉搏血氧计系统)。EKG它是最常用的技术，因为它可以在任何情况下为佩戴者提供可靠的性能，无论用户处于什么状态（如摇晃或休息）。该系统需要将电极连接到用户的胸部或手臂上。EKG易于开发和连续工作，主要是因为EKG信号的幅度通常为1 mV。借助新型低成本电子设备，控制过程变得相当简单。在现用的EKG胸带运动手表是型心率测量设备中的一个很好的例子。简单地说，心率变异性分析是记录心率并随时计算心率TI授权代理两者之间的变化趋势。就个体而言，身体完全放松HRV几乎或完全没有。

该电路可以轻松扩展并执行HRV测量。计算HRV另一种方法是用常用的脉搏血氧计来测量心率。图4为基于脉搏血氧计技术的光脉冲拾波器系统。

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3、基于MSP43O和Zigbee无线抄表终端电路

介绍了一种以MSP430F以149单片机为核心，基于Zigbee网络的无线抄表终端。具体阐述了终端的主要特点、硬件电路设计和软件设计。试验结果表明，该设计具有运行稳定、可靠性高的特点，可广泛应用于各种水、电、气表终端的无线集中抄表，具有良好的应用前景。

电路原理：采用核心处理器TI公司的MSP430F149单片机。为了满足低功耗的要求，电路采用高速和低速晶体振动，高速晶体振动频率较高MCL-K，以满足 CPU不需要高速数据运算的要求CPU工作时关闭高速晶振，低速晶振频率产生ACLK，实时钟。采用日历时钟芯片PHILIPS公司的 PCF8563。此芯片支持IIC总线接口采用低功耗CMOS工作电压范围1.0宽V～5．5V，在3．0V在供电条件下，工作电流和休眠电流的典型值为0.25μA，能记录世纪、年、月、日、周、时、分、秒，具有定时、报警和频率输出功能。复旦微电子复旦微电子FM24C04。这个芯片是两线串行的EEPROM，兼容IIC总线接口采用低功耗CMOS工作电压范围2.2V～5．SV，在3．0V在供电条件下，额定电流为 1mA，典型的休眠电流值为5 μA，存储器中的数据可以保存100年。

MSP430F149硬件上有2条路TTL电平串行接口一路经过SP3485芯片转换成RS485串行接口后，与连接在其底部的数字电能表通信，并直接连接到另一个方向CC2430进行通信。RS485总线得到了绝大多数数字电能表的支持。它通过平衡发送和差异接收实现通信，具有很强的抗共模干扰能力，信号可以传输数公里，支持多点数据通信。而符合Zigbee协议的CC2430芯片支持TTL电平串行接口可与核心处理器通信，无需转换接口。在设计过程中，所有设备的选择都考虑了低功耗要求。即使使用电池供电，每次更换电池也至少可以使用两年。所选元件均支持3.3V电压，所有电路只需源即可稳定运行。 图1是本终端的硬件原理图，省略了电源稳压电路、滤波电路和一些外围元件。图中的LED1、LED2、LED用于指示接收数据、发送数据和无线网络状态。

4、一种采用MSP430F2274无线充电电路

采用MSP430F作为无线传能充电器的监控核心，2274超低功耗单片机通过开关选择充电速度，实现快速充电和正常充电功能。无线充电系统主要采用电磁感应原理，通过线圈实现能量耦合。当系统工作时，输入端将交流市电通过整个桥梁的整流电路转换为直流电，或使用24V直流电端直接为系统供电。当接收线圈靠近发射线圈时，在接收线圈中产生感应电压，当接收线圈电路的谐振频率与发射频率相同时，电压达到最大值，具有最佳的能量传输效果。二次线圈输出的电流通过两个电感线圈耦合能量，通过接收转换电路变为直流充电。交流直流输入采用单刀双闸继电器，交流上电常开闭，交流优先，交流断电继电器断电， 常闭闭合，实现自动切换。切换时间很短，C1可以在不影响充电的情况下，在不影响充电的情况下提供一定时间的电源切换。

5、基于MSP430单片机数控直流电流电路

系统硬件以MSP430F以2274单片机为核心，包括电源模块、数字管显示模块、D/A转换模块和恒流源模块。

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：整流功能是交流电压U2转换为脉动电压U3。滤波电路通常由脉动电压组成U3中的大部分纹波被过滤掉，以获得更平滑的直流电压U4。b 稳压电路：输出电压U4受负载、输入电压和温度的影响，增加了稳压电路，以获得更稳定的电压U0。

图3.4 ±12V电源电路图

图3.4中电路提供 12 V主要用于LM1117，再由LM1117产生3.3V的电压作为MSP430F工作电压2274。

图3.5 5V电源原理图

图 3.5中提供的 5V的电源用于LM358 。 要求输出的最大电流为2000mA，而且主电流是通过的，所以要用大电容，这个设计用两个 2200UF 50V由于电容并联(为了减少纹波系数，设计在两个电容之间连接有源滤波电路)LM358的耐压值最大可达42V，所以 LM358安全工作 。

D/A电路模块

利用MSP通用430单片机I/ O口（ P1口）与TLC5615构成的DAC电路。单独使用P1.0、P1.2模拟时钟SCLK和片选CS，二进制数从待转换P1.1输出到TLC数据输入端5615DIN。

图3.6 硬件连接图

恒流源电路

方案1:本设计初始使用图3.7 恒流源电路 ， 输出端通过三极管连接到反向输出端，形成负反馈电路。由于同相输入端和反相输入端理论上较短，输入电阻无限大，反相端等于同相端，即Ui=Ui，由于三极管的发射极Ii=Ui/R1.集电极电流Io基极电流的相差很小，可以看作是相等的Ii=Io。因此，输出电流可以通过改变相同输入端的电压来调整Io的大小。

图3.7 恒流源电路原理图

方案二:根据采样电阻两端的电压差，输出电流采样电路采用采样电阻I=V/R 转换电流值。图3.8是数控电流源的恒流源电路。 LM358和晶体管 Q1、Q组成电压-电流转换器，U1A、U1B和电阻R1－R8利用D/A输出实现数控电压。LM358的主要功能可以实现V/I转换。 TIP42C（10A）是大功率PNP三极管的主要功能是实现功率放大。根据采样电阻两端的电压差，输出电流采样电路I=V/R 转换电流值。电路原理图。通过对电阻R9两端的电压值采样，通过操作放大器送中A/D转换器进行转换。由于R9是2欧姆，所以可以测量 0～2000mA电流范围。R9两端的电压为0~4V范围内的变化，满足系统设计的精度要求。

图3.8 二恒流源电路原理图

数字管显示电路

本题采用ZLG7289控制按钮，控制4个按钮和4个数字管，实现20~2000mA输入电流。数字管显示电路图。利用ZLG7289本身的特性可以串行接口无需外围元件可直接驱动LED，独立控制译码/不译码、消隐闪烁属性，循环左移/ 带有段寻址指令的循环右移指令，方便独立控制 LED，并且有4 键盘控制器包含抖动电路，完全满足主题中提到的要求。

图3.9 数字显示管电路图

该系统是基于单片机的数控直流电流源系统。以单片机为核心，辅以自稳定串调恒压源，可连续设置电流值。由D/A转换器TLC5615、 ZLG7289由液晶显示块、放大电路和大功率调节电路组成。通过独立键盘输入给定值D/A转换器将数字信号转换为模拟信号D/A输出电压作为恒流源的参考电压，利用晶体管平坦的输出特性获得恒流输出，最后用中文液晶显示输出。单片机选择美国TI公司的MSP430F2274作为控制核心，利用闭环控制原理，加上反馈电路，使整个电路构成一个闭环。数控直流电流源以单片机MSP430F由2274控制的核心D/A转换器TLC5615、ZLG7289由液晶显示块、放大电路和大功率调节电路组成。由四位键盘输入给定值D/A转换器将数字信号转换为模拟信号D/A输出电压作为恒流源的参考电压LM作为电压跟随器，利用晶体管平坦的输出特性获得恒定的电流输出，最后用中文液晶显示输出。

6、基于MSP430F数据存储和449USB串行通信电路

MSP430F449是MSP在430系列中，MSP430系列是一种集成度高、功能丰富、功耗低的16位单片机。综合调试环境 Embedded Workbench 为C语言开发提供了良好的平台。根据程序的复杂性和程序容量的要求选择设计MSP430F这个芯片有6449K程序存储器可以满足大多数复杂控制的需要；它的包装是100-PIN QFP互换性好，与MSP430F437 、MSP430F在程序量上，可以合理选择435等芯片完全一致的管脚。

CP2102是USB到UART桥接电路，完成USB数据和UART数据转换、电路连接简单、数据传输可靠，将下位机串行数据转换为USB数据格式，方便数据通信，通过操作芯片的驱动程序在上位机上操作USB编程简单，操作灵活，数据可根据简单的串口读写。

图1 MSP430F449 接口原理图

以上是MSP430F449与EEPROM以及CP本文重点介绍了数据采集过程完成后的数据存储和数据传输。有各种各样的数据收集，可以通过电影ADC转换器收集模拟量，也可以通过独立的端口控制线转换特殊的传感器，如温度传感器和压力传感器，这不是本文介绍的。本文主要针对不同采集过程完成后数据的存储和传输。

7、MSP430和nRF905无线数传系统电路

系统硬件设计

MSP43O的USART通过寄存器可以配置模块SPI这里配置了模块功能SPI该系统选择的模块MCU是MSP430F在硬件设计中，133MCU的SPI接口和nRF905的SPI接口可以连接，选择几个I／O口连接aRF输入输出信号905，。

对于第一次接触无线系统的设计师，由于其射频部件的采购、焊接和调试麻烦，可以选择PTR8000模块。使用该模块的核心nRF905硬件电路已焊接，使用相对方便。

8、基于MSP430单片机称重液位仪电路

V/F转换电路模块

，输入电压经射器UD1A从LM7脚输入331，电阻RD7 为了减少频率误差，可以抵消6脚偏流的影响LM由331引起的增益误差和RD10、RD11、CD2引起的偏差，RD13选用51K电阻CD一是滤波电容器。当6脚和7脚的RC如果时间常数匹配，输入电压的阶跃变化会导致输出频率的阶跃变化CD3比CD输入电压的阶跃变化会导致输出频率瞬间停止，6脚的电阻和电容会产生滞后效应，从而获得良好的线性度。

图2 V/F转换电路原理图

液位检测及控制电路模块

该系统通过压力传感器采集数据信号，采集的信号通过操作放大器放大。放大后发送信号V/F进行压频转换，以输出的频率信号作为中断请求信号MCU的P2.4脚，由MCU处理后，将其转换为液位值，并根据液位设定值和上下限控制相应的电磁阀，使容器中的液位高度与设定值保持一致。每个电磁阀都配备了工作状态指示灯，以便于电路的调试和观察，表明目前是出液阀还是进液阀都在工作。其控制电路见图3。

图3 液位测量和控制电路

9、MSP低功耗仪表系统电路430

本仪表系选用MSP430芯片。MSP430系列的主要特点是：超低能耗系统结构大大延长了电池寿命；理想的高性能模拟特性适合精密测量；16位RISC CPU系统可编程每个时间片处理的代码段容量FLASH存储器可以反复擦写代码、块擦写和数据载入。MSP430系列是一款16位超低功耗混合单片机，具有精简的指令集。它包括冯诺依曼结构的寻址（MAB）以及数据存储（MDB）由于包含标准地址映射和数字模拟外围界面的灵活时钟系统CPU，MSP430为混合信号应用需求提供了解决方案。

电源电路模块

我在整个系统中使用它±5V、±12V， 2.5V， 3V。对于±5V和±12V这两组电压由专用电源模块供电。由于MSP430型单片机是低功耗单片机，采用3V单片机应采用专用电源模块供电。德州仪器公司单片机供电模块TPS76301，该电源模块为表面贴片式，输出电压连续可调，可输出1.6-5.0V的电压。只有5个管脚。它可以提供l50mA输出电压的电流和应用电路。

图2 TPS76301的应用电路

放大和滤波模块

我在低功耗系统的输入通道中使用的前放大器是TI公司的OPA349.输入通道电路，除放大功能外，还具有滤波功能，消除无关的交流重量。

图3 放大和滤波电路图

RS-485通信电路模块

通信模块是该系统的重要组成部分。控制器通过通信模块上传历史运行数据和相关信息，接收基本参数和控制命令。设计更成功的通信电路将直接影响控制器的调试、功能发挥和通用性。

图4 RS-485串行通讯

图4为RS-485通信接口电路、单片机与上位机之间的数据传输RS485收发器NAX单片机485USARTI发送和接收。通信方式为半双工，单片机P3.发送和接收5口控制数据。为提高数据传输的抗干扰性，RS-485为 5V单独供电，高速光耦与其他电源完全隔离。由于传输线长，现场可能有电磁干扰，并联瞬变电压抑制器在传输线上TVSC，串联保险丝，传输线采用带屏蔽层的电缆。