一種基于MSP430的無(wú)磁水表設計方案

　　1. MSP430FW42x單片機介紹

　　MSP430FW42x系列單片機是TI公司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)模塊完美地結合在一起。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的典型應用包括熱量?jì)x表、熱水和冷水儀表、氣體儀表和工業(yè)流量計、風(fēng)力計以及其他旋轉檢測應用。

　　2. 流量測量的原理

　　2.1 基本原理

　　一個(gè)由葉輪或螺旋齒輪構成的機械裝置把流體流動(dòng)轉換為轉動(dòng)，這種轉換能夠實(shí)現對流體流量的測量。

　　把一個(gè)諧振回路中的電感置于葉輪的上方可以檢測到葉輪的轉動(dòng)，葉輪的一半敷有銅或其他有阻尼性的金屬。由電感在葉輪上方的位置決定諧振回路的阻尼系數，電感位于區域a時(shí)，回路的阻尼系數高于電感位于區域b時(shí)。通過(guò)測量諧振回路的不同阻尼系數，可以實(shí)現對轉動(dòng)的測量。圖1為測量原理示意圖。

　　2.2 振蕩測試法

　　圖2給出了2個(gè)傳感器位于不同區域時(shí)的振蕩波形，MSP430FW42x采用振蕩測試法把不同的衰減幅度轉換為數字信號進(jìn)行測量。這種方法把圖2中的傳感器1的減幅系數表示為L(cháng),傳感器2的減幅系數表示為H。

　　2.3 信號處理

　　隨著(zhù)葉輪轉動(dòng)，傳感器l和傳感器2的信號隨之不斷改變。圖3給出了兩個(gè)傳感器的狀態(tài)變化，如果知道前一個(gè)狀態(tài)和新的狀態(tài)，則同時(shí)可以得出旋轉的方向。增計數：由狀態(tài)d變化到狀態(tài)a;減計數：由狀態(tài)b變化到狀態(tài)a。

　　3. 采用MSP430FW427設計的無(wú)磁水表

　　采用MSP430FW427設計水表具有非常簡(jiǎn)單的電路結構，流量測量部分由MSP430FW427內置SCAN IF模塊完成。圖4為采用MSP430FW427設計的無(wú)磁水表系統原理框圖。