MSP430FW42X 無磁傳感器水表解決方案

我公司自主開發(fā)的 MSP30FW42X 無磁傳感水表 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(wěn)定性和一致性好的特點，尤其在小流量下亦保持了很高的測量精度，同時絲毫不受各類水銹、雜質的影響，特別適合在水質較差的供熱環(huán)境下長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檢測最新開發(fā)的專用 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了電池的壽命，同時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 驅動程序；

掉電保護功能與電源電壓監(jiān)控器；

兩個多通道脈寬調制計時器；

可實現模數轉換的通用模擬比較器 _A 。

二、 系統(tǒng)組成

使用 MSP430FW42X 開發(fā)的水表、熱量表，系統(tǒng)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 ，大大簡化了系統(tǒng)硬件設計和軟件設計，并且提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。使用 MSP430FW42X 開發(fā)的無磁水表系統(tǒng)框圖如下：

圖 1 系統(tǒng)原理框圖

圖 2 實物照片圖

三、測量原理

本方案通過把流體流動轉換為旋轉運動實現對流體流量的檢測。采用附有金屬膜的葉輪實現這種轉換，管道中的流體推動葉輪的不斷旋轉，其轉速直接決定于流體的流速。此機械轉動信號經無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（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檢測線性或旋轉的運動。 SCAN IF 模塊由三部分組成：模擬前端 (AFE) 、信號處理狀態(tài)機 (PSM) 、定時狀態(tài)機 (TSM) 。其中模擬前端的主要元器件是一個“ VCC/ 2 ” 發(fā)生器，一個比較器和一個10 位 DAC 。模擬前端用來激勵傳感器，檢測信號電平并把信號轉換為數字形式；這些數字信號進入信號處理狀態(tài)機，信號處理狀態(tài)機 計算出轉動（流體流量）和它的方向 ；定時狀態(tài)機用來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 個月的歷史用水量；

2 、時間管理
#8226; 具有日歷、計時和閏年自動切換功能；
#8226; 日歷、時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
上次購水的時間和購水量、總用水量、剩余水量、上 12 個月的歷史用水量
#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狀態(tài)、電池狀態(tài)等相關信息；
#8226; 顯示順序及顯示間隔時間可預置；
#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

根據用戶基表及表殼決定，可設置顯示按鍵。