【导读】 本文设计的MSP430F2002单片机和MAX5402数字电位器所构成的电桥平衡自调节电路，具有结构简单、占用空间小、功耗低、可靠性高等特性，完全符合火炮膛压测试仪的要求。
1 电桥平衡自调节原理

在火炮膛压测试仪中，考虑到测试仪壳体结构的限制以及低功耗的要求，采用的电桥为1／4直流源电桥。电桥平衡自调节电路如图1所示。



左图为电桥平衡自调节电路工作原理。其中，R1为电阻应变计温度补偿片，R2为电阻应变计工作片，R1=R2=R3=R4=120 Ω，Uo为电桥输出电压，Io为恒流源。由电路理论计算可知：


若R2·R3-R1·R4=0，则电桥保持平衡。测量中电桥初始输出值一般不为零，这可能导致传感器在测量信号时超过满量程或者为负值，使得通过A／D转换器所获得的数据不可靠。点画线内为电桥平衡调节的核心部分，其中O≤n≤1。

右图为左图的等效电路。由Y型-△型等效理论可知：


可知，Ra的大小决定了调节范围，Ra越小，调节范围就越大。在常用的120 Ω电阻应变计中，理想的Ra阻值范围一般为10～15 kΩ。

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。