基于单片机的电桥平衡自调节设计

2 主要芯片简介
2．1 MSP430F2002单片机
TI公司推出的MSP430F2002单片机集成了10位A／D转换器、定时器、内部DCO时钟、可复用的I／O口以及USI通用串行接口，具有很高的且性价比。
MSP430F2002TRSA具有16个引脚，因外围设备多，I／O引脚都具有复用功能。MSP430F2002不仅支持4线制JTAG烧写，而且还支持2线制Spy -Bi-Wire烧写。在熔丝非熔断模式下，MSP430F2002采用2线制Spyr-Bi-Wire与MSP-FET430UIF烧写器的JTAG口的连接如图2所示。

2．2 MAX5402数字电位器
MAX5402是Maxim公司生产的256节点10 kΩ数字电位器。其具有超低功耗、低温漂、封装体积小等特点；具有SPI串行接口，很容易和单片机配合；使用很少硬件和软件开销，即可实现自动增益控制和自动平衡调节等功能。图3为MAX5402内部结构图，DIN、SCLK、为SPI串行接口引脚，H、W、L等效于滑动变阻器的三个端。其中，DIN为数据传输脚，数据从高位开始接收；SCL，K为通信时钟脚，通信时上升沿有效；为片选使能脚，低电平有效。当=0时，只要SCLK有上升沿，DIN就接收一位数；接满8位数据后，等待置1；最后，抽头W移动到所接收值指定的节点处。

3 软硬件设计
3．1 硬件设计
图4为电桥平衡自调节电路。当测试仪壳体受力产生应变时，电阻应变计阻值也相对产生变化。由于电桥所产生的电压信号微小，需通过仪表放大器INA128放大后，再进入MSP430F2002的A／D转换器的A0输入端。MSP430F2002通过USI通用串行接口的SCLK、SDO、SDI三个引脚，与MAX5402 SPI串行接口的SCLK、DIN、引脚进行数据传输，来控制数字电位器抽头移动。