MSP430F449在新型流量計中的應用
2.3 單片機系統
本測量系統采用TI公司的MPS430F449單片機作為電磁流量計CPU,與晶振輸入模塊、復位電路、顯示模塊和鍵盤(pán)模塊共同構成單片機系統。MSP430F449超低功耗微處理器是IT公司推出的一種新型單片機。它具有16位精簡(jiǎn)指令結構,內含12位快速A/D,60K字節FLASH ROM,2K字節RAM,片內資源豐富,有ADC、PWM、若干TIMER、串行口、看門(mén)狗定時(shí)器等。單片機系統的復位電路使用的是將引腳電壓拉低到GND,然后釋放,從而引起系統復位的方法。系統的鍵盤(pán)模塊采用獨立按鍵式鍵盤(pán)。由3個(gè)獨立按鍵分別與3只上拉電阻共同和MSP430F449的P1.1、P1.2和P1.3相連,并將這三個(gè)端口設置為上升沿中斷使能的方式,利用中斷處理程序來(lái)判斷鍵盤(pán)輸入。
3 系統軟件設計
系統軟件由主程序、鍵盤(pán)菜單處理、定時(shí)器中斷、梯形波勵磁信號產(chǎn)生、A/D采樣、LCD顯示等部分組成。系統程序流程圖如圖3所示。本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/173822.htm
從流程圖中可以看出,系統軟件是通過(guò)對連續等間隔采集來(lái)的1000個(gè)點(diǎn)求平均值來(lái)達到濾波目的的,即得到直流分量。這1000個(gè)點(diǎn)采到的數據都保存在一個(gè)數組當中,每采到一個(gè)新的點(diǎn),就在這個(gè)數組當中對最老的點(diǎn)進(jìn)行替換,數組中保存的都是最新的采樣點(diǎn),而對于這些點(diǎn)的求和則采用逐點(diǎn)法求得,即除了最開(kāi)始采集的1000個(gè)數據需要做一次求和以外,后面只要把這個(gè)和減去最早的點(diǎn)的數據再加上最新的點(diǎn)的數據就可得到當前的最新的1000個(gè)數據之和(每采集一個(gè)新的點(diǎn),就得到一個(gè)新的和)。然后對每一次求得的和作平滑處理,求這1000個(gè)點(diǎn)的平均值作為直流分量,平滑處理的目的是為了使得到的數據更加穩定,不會(huì )因為偶爾的誤差或者波動(dòng)出現顯示的跳變。對經(jīng)過(guò)平滑處理的和除以1000求得的平均值才認為就是軟件濾波得到的直流分量。
4 試驗結果及結論
試驗所用傳感器的內徑為50mm,采用標準計量罐進(jìn)行標定。低頻矩形波勵磁、三值低頻矩形波勵磁和三值梯形波勵磁方式的勵磁頻率均為6Hz,勵磁電壓最大幅值為±8V。
由于儀表的零點(diǎn)穩定性主要反應于小流速(一般在0.25m/s以下)的測量準確度,因此主要集中在此流速段進(jìn)行了試驗。從試驗結果可以表明三值梯形波勵磁方式與低頻矩形波勵磁方式相比,在相同的標定流速下的相對誤差更小,而且在接近零流速的試驗點(diǎn)(標定流速為0.079m/s),三值梯形波勵磁方式下的測量相對誤差為-4.8%,小于低頻矩形波勵磁方式下的-6.9%,說(shuō)明了提出的三值梯形波勵磁方式在提高零點(diǎn)穩定性方面效果明顯。
5 結束語(yǔ)
本系統通過(guò)軟硬件協(xié)同設計,實(shí)現了用戶(hù)通過(guò)鍵盤(pán)設置改變勵磁頻率、梯形波斜坡斜度和高低零值勵磁段時(shí)間比。在流速變化小,測量準確度要求高的情況下選用較低的勵磁頻率,以保證更好的零點(diǎn)穩定性和測量準確度,在流速變化大,測量實(shí)時(shí)性要求高的情況下選用較高的勵磁頻率,以保證電磁流量計的響應速度。相比現有電磁流量計單一勵磁頻率難以滿(mǎn)足不同測量要求方面取得了一定的突破。因而具有較高的推廣應用價(jià)值和經(jīng)濟效益。
本文作者創(chuàng )新點(diǎn):提出了三值梯形波勵磁方式下的新型的信號處理方法。
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