基才DSP的地下微水檢測系統
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1 地下微水檢測系統的設計方案
該檢測系統用于確定不同低滲透性含水層介質(zhì)中的滲透參數。通過(guò)在含水層布置的鉆孔中激發(fā)水頭變化，實(shí)時(shí)測量水頭隨時(shí)間的變化，利用地下水動(dòng)力學(xué)原理，計算含水層的滲透系數。
該系統通過(guò)MSP430單片機采集壓力式液位變送器和溫度傳感器的信號，將采集的信號經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單處理后上傳到TMS320F2812進(jìn)行分析處理，得到井下水面高度變化以及井下水溫等參數的精確值，并送至液晶顯示屏實(shí)時(shí)顯示，同時(shí)對USB設備進(jìn)行簡(jiǎn)單文件操作，便于數據存取。將μC／OS-Ⅱ實(shí)時(shí)操作系統移植到TMS320F2812中可提高系統的可靠性，具有良好的擴展性。
圖1為該地下微水檢測系統結構框圖，它主要由主控單元TMS320F2812、數據采集、USB接口、液晶顯示、電源及復位電路等模塊組成。
2 系統硬件設計
2．1數據采集模塊
數據采集模塊用于采集液體的壓力和溫度值。該系統采用壓力式液位變送器，它是采用高性能的硅壓阻式壓力充油芯體作為壓力敏感核心，接入專(zhuān)門(mén)集成電路將傳感器毫伏信號轉換成標準電流信號輸出。該壓力式液位變壓器再將標準電流信號傳輸給MSP430單片機。溫度傳感器采用數字溫度傳感器DSl8B20，該器件也將溫度值傳送給MSP430單片機。
2．2 USB接口模塊
USB接口模塊對U盤(pán)進(jìn)行操作實(shí)現數據存儲。這里選用CH375型USB接口器件。CH375是一款USB總線(xiàn)的通用接口器件，具有8位數據總線(xiàn)和讀、寫(xiě)、片選控制線(xiàn)以及中斷輸出，可以方便的掛接到單片機／DSP／MCU／MPU等控制器的系統總線(xiàn)上。CH375支持5 V和313 V電源電壓，支持低功耗模式。圖2為USB接口模塊硬件電路。
CH375的TXD引腳直接接地，CH375工作在并口方式。電容C4用于CH375內部電源節點(diǎn)退耦。電容C3和C5用于外部電源退耦，建議C3采用0．1μF的獨石電容。為了使得CH375可靠復位，電源電壓上升時(shí)間應小于100 ms。
3 系統軟件設計
該檢測系統軟件設計主要包括MSP430數據采集模塊、μC／OS-Ⅱ在TMS320F2812上的移植、μC／OS-Ⅱ下應用程序等3部分。
3．1 MSP430數據采集模塊
MSP430數據采集模塊軟件程序設計采用模塊化、結構化的設計方案。該模塊軟件設計從功能上可分為2部分，第1部分是與硬件密切相關(guān)的驅動(dòng)程序，主要完成對硬件底層寄存器的操作，包括MSP430外部電路和內置外設；第2部分是跟硬件無(wú)關(guān)的應用程序，主要包括讀取溫度、壓力采樣、數據處理等。圖3為MSP430數據采集模塊的主程序流程。
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