MSP430FW42X 無(wú)磁傳感器水表解決方案

我公司自主開(kāi)發(fā)的 MSP30FW42X 無(wú)磁傳感水表 具有功耗低（靜態(tài)電流小于 4 微安）、測量流量范圍寬、精度高、穩定性和一致性好的特點(diǎn)，尤其在小流量下亦保持了很高的測量精度，同時(shí)絲毫不受各類(lèi)水銹、雜質(zhì)的影響，特別適合在水質(zhì)較差的供熱環(huán)境下長(cháng)期使用而不影響測量精度。

一、單片機主要性能

MSP430FW42X 系列單片機是 TI 針對電子式流量與旋轉運動(dòng)檢測最新開(kāi)發(fā)的專(zhuān)用 MCU 芯片，它將超低功耗 MCU 、旋轉掃描接口（ Scan IF ）和液晶顯示 LCD 驅動(dòng)模塊完美地結合為一體，該器件的超低功耗結構和流量檢測模塊不僅延長(cháng)了電池的壽命，同時(shí)還提高了儀表的精度與性能。

MSP430FW42X 除了完全兼容現有 MSP 430F 41x 產(chǎn)品外，還具有以下主要特性：

應用于水、熱和氣體儀表的流量測量的 Scan IF 單元；

高達 96 段的集成 LCD 驅動(dòng)程序；

掉電保護功能與電源電壓監控器；

兩個(gè)多通道脈寬調制計時(shí)器；

可實(shí)現模數轉換的通用模擬比較器 _A 。

二、 系統組成

使用 MSP430FW42X 開(kāi)發(fā)的水表、熱量表，系統直接采用內部流量掃描模塊（ Scan IF ）不需要外部流量檢測 IC ，直接取代 TMS3723B ，大大簡(jiǎn)化了系統硬件設計和軟件設計，并且提高了系統的穩定性。使用 MSP430FW42X 開(kāi)發(fā)的無(wú)磁水表系統框圖如下：

圖 1 系統原理框圖

圖 2 實(shí)物照片圖

三、測量原理

本方案通過(guò)把流體流動(dòng)轉換為旋轉運動(dòng)實(shí)現對流體流量的檢測。采用附有金屬膜的葉輪實(shí)現這種轉換，管道中的流體推動(dòng)葉輪的不斷旋轉，其轉速直接決定于流體的流速。此機械轉動(dòng)信號經(jīng)無(wú)磁非接觸式傳感器將其轉化為電信號送至微控制器的 SCAN IF 模塊， SCAN IF 模塊計算出 轉動(dòng)（流體流量）和它的方向。

四、 SCAN IF 模塊 介紹

SCAN IF 模塊能夠在低功耗下自動(dòng)檢測線(xiàn)性或旋轉的運動(dòng)。 SCAN IF 模塊由三部分組成：模擬前端 (AFE) 、信號處理狀態(tài)機 (PSM) 、定時(shí)狀態(tài)機 (TSM) 。其中模擬前端的主要元器件是一個(gè)“ VCC/ 2 ” 發(fā)生器，一個(gè)比較器和一個(gè)10 位 DAC 。模擬前端用來(lái)激勵傳感器，檢測信號電平并把信號轉換為數字形式；這些數字信號進(jìn)入信號處理狀態(tài)機，信號處理狀態(tài)機 計算出轉動(dòng)（流體流量）和它的方向 ；定時(shí)狀態(tài)機用來(lái)控制模擬前端和信號處理狀態(tài)機。

圖 3 SCAN IF 模塊框圖

五、主要功能

1 、用水量計量

#8226; 總用水量、當月用水量計量；
#8226; 存儲上 12 個(gè)月的歷史用水量；

2 、時(shí)間管理
#8226; 具有日歷、計時(shí)和閏年自動(dòng)切換功能；
#8226; 日歷、時(shí)間設置有防止非授權人操作的措施；

3 、事件記錄
#8226; 水量記錄
上次購水的時(shí)間和購水量、總用水量、剩余水量、上 12 個(gè)月的歷史用水量
#8226; 電池管理
電池欠壓記錄和提示
#8226; 人為破壞記錄
拆表記錄

4 、顯示
#8226; 顯示水表的累計流量、剩余水量、本次購水量及水表閥門(mén)狀態(tài)、電池狀態(tài)等相關(guān)信息；
#8226; 顯示順序及顯示間隔時(shí)間可預置；
#8226; 報警及錯誤信息提示；

5 、通訊接口
可在下面三種方式中任選一種。
#8226; IC 卡
#8226; 射頻卡
#8226; M_BUS 遠傳

6 、按鍵操作

根據用戶(hù)基表及表殼決定，可設置顯示按鍵。