基于MSP430单片机高精度温度测量的补偿方法

DGND间串入反向并联的二极管可使两点在电压低于0.7V时处于断开状态。空闲的输入端用作数字通道时，要防止对相邻模拟通道的干扰。这种干扰是经通道间的电容引入的。避免的方法是A/D转换期间避免数字通道出现信号跳变。由于A/D转换过程利用了开关电容网络，当信号源的内阻过大时会因RC常数过大而影响转换精度。A/D输入端的等待输入阻抗大约相当于2kΩ电阻与42pF电容的串联电路。ADCLK为1MHz时，信号源内阻低于27KΩ才能保证转换精度。

3.外加电阻与测试精度的关系

使用铂电阻进行测温时，外加电阻与恒流源电流之间的关系式为

ISET=0.25×VSVCC/RSET    (2)

式中：ISET为恒流源电流，VSVCC为电源电压，RSET为外加电阻。

铂电阻到地的电压VIN为

VIN=Rt(t) ×ISET    （3）

从式（2）中可以看出，影响铂电阻两端电压检测精度的因素有两种：一个是电源电压的波动，另一个是外加电阻的精度和温度稳定性。从仪表使用情况来看，仪表的供电电池的电压随时间推移逐渐减小，如果没有相应的补偿方法，铂电阻的温度检测精度是无法保证的，因此本文提出如下补偿方法。

MSP430P325有4个恒流源输出A/D转换通道（可以切换的），在另一个通道接一个与外加电阻RSET相同阻值的电阻，每次A/D转换时进行电阻电压降低补偿。补偿方法如下：

恒流源给铂电阻供电时铂电阻两端电压为

VIN=0.25×VSVCC×Rt(t)/RSET    （4）

V=0.25×VSVCC×R/RSET    (5)

A/D转换以后铂电阻两端电压的数字量为Nx，固定电阻的两端电压的数字量N，因为A/D的转换精度和位数是一致的，因此得出如下结果：

Nx/N=Rt(t)/R    (6)

从式（6）可以看出，铂电阻两端电压的A/D转换结果与电源电压没有关系，这种方法也可以补偿芯片的基准电压离散性。要保证检测精度，外加的固定电阻R的精度是关键因素。如果温度检测范围为0～100℃，外加的固定电阻R的精度大小应如何选择？下面进行定量分析。

Nx/(N±ΔN)=Rt(t)/(R±ΔR)    (7)

式（6）和式（7）相除得出如下结果：

（N±ΔN）/N=(R±ΔR)/R    (8)

如果外加电阻RSET和R的阻值均为500Ω时，要求电阻精度影响数字量的大小为1LSB（温度检测精度0.03℃），那么电阻R的精度为0.02%。

结束语

从MSP430P325的A/D转换原理入手，详细论述了电源电压的波动对检测精度的影响，同时分析了补偿原理及补偿电阻的精度选择方法，为其它精密温度测量场合提供了极好的应用实例。本文提出的补偿方法在一家电子公司已成功的应用，补偿效果令人满意。

《基于MSP430单片机高精度温度测量的补偿方法(第2页)》