基于MSP430的流量檢測儀設計

0 引言

對于傳統流量檢測系統而言，其多數選用的是電磁傳感器，而電磁傳感器易受外界磁場(chǎng)的影響而導致流量計量的不正確，MSP430單片機作為一種超低功耗的16位混合信號處理器，其在流量檢測中的應用得到了越來(lái)越廣泛的應用，因此，本文重點(diǎn)就基于MSP430單片機的流量檢測儀的設計進(jìn)行了研究。

1.以MSP430單片機為基礎的流量檢測儀的工作原理分析

考慮到流量檢測儀低功耗等方面的特性，控制器選用的為MSP430F149,具體而言，此流量檢測儀的工作原理如下：當液體經(jīng)過(guò)流量檢測儀的過(guò)程中，檢測儀內部的旋轉磁盤(pán)進(jìn)行轉動(dòng)，因而旋轉磁盤(pán)上所設置的磁鋼會(huì )觸發(fā)傳感器，并使其發(fā)出極為微弱的電信號，通過(guò)將此信號進(jìn)行逐級放大和濾波之后，信號通過(guò)輸出進(jìn)入到檢測儀的CPU中，CPU計數器對其進(jìn)行輸入，而后系統周期對脈沖個(gè)數進(jìn)行讀取，并借助于相應的軟件對流量進(jìn)行計算，后經(jīng)處理形成所謂的差動(dòng)信號，此差動(dòng)信號以脈沖的形式傳送至顯示器中進(jìn)行顯示，這樣其參數及流量信息可通過(guò)MSP430F149的I/O接口進(jìn)行輸入/輸出。

2.基于MSP430單片機的流量檢測儀的設計分析

2.1 電路的設計

流量檢測儀的控制器采用的是TI公司所生產(chǎn)的MSP430149單片機，通過(guò)對流量檢測儀的幾個(gè)主要功能模塊進(jìn)行設計，系統的具體結構如圖1所示。

1)溫度檢測模塊，此模塊主要包括了溫度傳感器與差動(dòng)放大器，此模塊通過(guò)溫度傳感器將信號傳送至差送放大器中，信號經(jīng)放大后輸入至MSP430F149之中，經(jīng)單片機的A/D轉換口對信息及數據進(jìn)行相應的處理及保存。本系統所采用的溫度傳感器其熱電阻為PT100.

2)流量檢測模塊，此模塊包括流量傳感器與整形電路，當一定量的液體經(jīng)過(guò)傳感器時(shí)，傳感器會(huì )產(chǎn)生脈沖，這樣，通過(guò)所得脈沖數即可進(jìn)行流量的計算。系統所采用的流量傳感器為WG系列的韋根傳感器，其原理如下：傳感器中的合金材料具有磁性雙穩態(tài)功能，這樣受到外磁場(chǎng)激發(fā)后，其磁化方向會(huì )瞬間進(jìn)行翻轉，并在檢測線(xiàn)圈中產(chǎn)生電信號，從而實(shí)現了磁電之間的轉換。

3)通信模塊，此模塊主要包括了NRF-401無(wú)線(xiàn)通信電路以及RS485通信接口。對于RS485接口而言，其芯片采用的是TI公司生產(chǎn)的SN75LBC184,其使用的為單一電源VCC,3-5.5V電壓范圍之內均可正常進(jìn)行工作，并能有效實(shí)現TTL到485間的轉換。

對于無(wú)線(xiàn)串行接口電路而言，其采用的是NRF401無(wú)線(xiàn)通訊芯片，并應用了FSK調制解調技術(shù)，因此工作過(guò)程中的最高速率可達20kb/s.此外，還可對發(fā)射功率進(jìn)行調整，發(fā)射過(guò)程中的最大功率為+10dBm.

4)對于液晶顯示模塊而言，其主要功能即對當前液體的流量進(jìn)行顯示。