基于MSP430F149的光功率计设计

　　1绪论

　　光纤由于其传输损耗小、容量大;抗十扰能力强的特点，己经作为数字通讯中卞要的传输介质。光功率计作为光纤通讯测试仪表中最为普及和用量最大的测试仪表，在光纤施工工程中，被广泛使用。因其经常在户外使用的原因，在设计上要考虑仪表省电，测量精确，便于携带以及智能控制等。

　　传统的光功率计设计很多采用C51系列的单片机。C51系列单片机的工作电压一般为SV}稳定工作时功率在100mW以上。在对仪表功耗要求较高的场合，用C51系列作为CPU就显出了某种缺陷。在需要扩展智能化仪表功能时，C51的I/O日不够用o C51系列自身不集成A/D转换结构。当仪表设计选用C51系列的芯片时，还需再加A/D转换芯片，这会增加功率消耗，尤其不适于经常在户外使用的光功率计。针对以上原因和相关资料，选用 MSP430F149 来设计光功率计。

　　MSP430系列单片机是美国德州仪器公司推出的16 位超低功耗、高性能产品。它具有处理能力强、运行速度快、资源丰富、开发方便等优点，有很高的性价比。

　　MSP430F149 的主要特点有：低电源电压范围：1.8~3.6V;超低功耗，4kHz、2.2V 时的电流为 2.5 A，1MHz、2.2V 时的电流为 280 A; 16 位 RISC 结构，125ns 指令周期;基本时钟模块配置： 高速晶体(最高 8MHz)，低速晶体(32768Hz)，DCO;12 位 200kbps的 A/D 转换器，自带采样保持;具有 3 个捕获/比较寄存器的 16 位定时器 Timer_A, Timer_B;6 个 8 位并行端口，其中 2 个 8 位端口有中断能力;多达 60kb 的FLASH ROM 和 2kb RAM;串行在线系统编程等。

　　2功能实现

　　图 1 是整个仪表功能实现的硬件框图。

　　被测光信号经光电探测器转变成电流信号，然后经前置放大器进行 I/V 转换，并自动进行量程转换，输出电压信号。

　　此电压信号被送入 A/D转换芯片 MSP430F149 进行 A/D 转换，转换后直接在芯片内部进行数据处理。处理后的数据被送到液晶进行显示。按键功能是通过扫描 MSP430F149 管脚实现的。电源的关和开也由单片机控制。另外，单片机每隔一定时间采样电池电压来监测电池电量状态。

　　3 技术途径

　　手持式光功率计是单通道的数据采集系统。利用量程自动转换原理和低功耗系统，整个电路分为信号采集、A/D 转换和数据处理、显示、按键和电源等部分。

　　软件是在 IAR Embedded Work-bench 平台上进行设计的。

　　3.1 信号采集

　　待测试的光信号经探测器将光信号转换成电流信号。本仪表采用的探测器是北京海特光电公司的PIN30615 光电探测器，具有较高的响应度和较高的性价比。PIN30615 采用 InGaAs 材质，在 1.0~1.65 m 范围内具有高的响应度，因内置了一衰减片使探测器能够测试+30dBm 的光信号。