一種基于MSP430的無(wú)磁水表設(shè)計(jì)方案

　　1. MSP430FW42x單片機(jī)介紹

　　MSP430FW42x系列單片機(jī)是TI公司針對(duì)電子式流量與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)最新開(kāi)發(fā)的專用MCU芯片，它將超低功耗MCU、旋轉(zhuǎn)掃描接口(SCAN IF)和液晶顯示LCD驅(qū)動(dòng)模塊完美地結(jié)合在一起。該器件的超低功耗結(jié)構(gòu)和流量檢測(cè)模塊不僅延長(zhǎng)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(yīng)用包括熱量?jī)x表、熱水和冷水儀表、氣體儀表和工業(yè)流量計(jì)、風(fēng)力計(jì)以及其他旋轉(zhuǎn)檢測(cè)應(yīng)用。

　　2. 流量測(cè)量的原理

　　2.1 基本原理

　　一個(gè)由葉輪或螺旋齒輪構(gòu)成的機(jī)械裝置把流體流動(dòng)轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)動(dòng)，這種轉(zhuǎn)換能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)流體流量的測(cè)量。

　　把一個(gè)諧振回路中的電感置于葉輪的上方可以檢測(cè)到葉輪的轉(zhuǎn)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(shù)，電感位于區(qū)域a時(shí)，回路的阻尼系數(shù)高于電感位于區(qū)域b時(shí)。通過(guò)測(cè)量諧振回路的不同阻尼系數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的測(cè)量。圖1為測(cè)量原理示意圖。

　　2.2 振蕩測(cè)試法

　　圖2給出了2個(gè)傳感器位于不同區(qū)域時(shí)的振蕩波形，MSP430FW42x采用振蕩測(cè)試法把不同的衰減幅度轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)進(jìn)行測(cè)量。這種方法把圖2中的傳感器1的減幅系數(shù)表示為L(zhǎng),傳感器2的減幅系數(shù)表示為H。

　　2.3 信號(hào)處理

　　隨著葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，傳感器l和傳感器2的信號(hào)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(zhuǎn)的方向。增計(jì)數(shù)：由狀態(tài)d變化到狀態(tài)a;減計(jì)數(shù)：由狀態(tài)b變化到狀態(tài)a。

　　3. 采用MSP430FW427設(shè)計(jì)的無(wú)磁水表

　　采用MSP430FW427設(shè)計(jì)水表具有非常簡(jiǎn)單的電路結(jié)構(gòu)，流量測(cè)量部分由MSP430FW427內(nèi)置SCAN IF模塊完成。圖4為采用MSP430FW427設(shè)計(jì)的無(wú)磁水表系統(tǒng)原理框圖。