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流量检测中MSP430单片机的使用剖析

引言对于传统流量检测系统而言,其多数选用的是电磁传感器,而电磁传感器易受外界磁场的影响而导致流量计量的不正确,MSP430单片机作为一种超低功耗的16位混合信号处理器,其在流量检测中的应用得到

  导言

  关于传统流量检测体系而言,其大都选用的是电磁传感器,而电磁传感器易受外界磁场的影响而导致流量计量的不正确,MSP430单片机作为一种超低功耗的16位混合信号处理器,其在流量检测中的运用得到了越来越广泛的运用,因而,本文要点就依据MSP430单片机的流量检测仪的规划进行了研讨。

  1.以MSP430单片机为根底的流量检测仪的作业原理剖析

  考虑到流量检测仪低功耗等方面的特性,控制器选用的为MSP430F149,详细而言,此流量检测仪的作业原理如下:当液体经过流量检测仪的进程中,检测仪内部的旋转磁盘进行滚动,因而旋转磁盘上所设置的磁钢会触发传感器,并使其宣布极为弱小的电信号,经过将此信号进行逐级扩大和滤波之后,信号经过输出进入到检测仪的CPU中,CPU计数器对其进行输入,然后体系周期对脉冲个数进行读取,并借助于相应的软件对流量进行核算,后经处理构成所谓的差动信号,此差动信号以脉冲的方法传送至显现器中进行显现,这样其参数及流量信息可经过MSP430F149的I/O接口进行输入/输出。

  2.依据MSP430单片机的流量检测仪的规划剖析

  2.1 电路的规划

  流量检测仪的控制器选用的是TI公司所出产的MSP430149单片机,经过对流量检测仪的几个首要功用模块进行规划,体系的详细结构如图1所示。

 

  1)温度检测模块,此模块首要包含了温度传感器与差动扩大器,此模块经过温度传感器将信号传送至差送扩大器中,信号经扩大后输入至MSP430F149之中,经单片机的A/D转化口对信息及数据进行相应的处理及保存。本体系所选用的温度传感器其热电阻为PT100.

  2)流量检测模块,此模块包含流量传感器与整形电路,当一定量的液体经过传感器时,传感器会产生脉冲,这样,经过所得脉冲数即可进行流量的核算。体系所选用的流量传感器为WG系列的韦根传感器,其原理如下:传感器中的合金材料具有磁性双稳态功用,这样遭到外磁场激起后,其磁化方向会瞬间进行翻转,并在检测线圈中产生电信号,然后完成了磁电之间的转化。

  3)通讯模块,此模块首要包含了NRF-401无线通讯电路以及RS485通讯接口。关于RS485接口而言,其芯片选用的是TI公司出产的SN75LBC184,其运用的为单一电源VCC,3-5.5V电压规模之内均可正常进行作业,并能有用完成TTL到485间的转化。

  关于无线串行接口电路而言,其选用的是NRF401无线通讯芯片,并运用了FSK调制解调技能,因而作业进程中的最高速率可达20kb/s.此外,还可对发射功率进行调整,发射进程中的最大功率为+10dBm.

  4)关于液晶显现模块而言,其首要功用即对当时液体的流量进行显现。

  2.2 软件的规划

  2.2.1 模块的规划

  关于流量检测仪而言,其规划进程某些程序的履行需求经过实践时刻来进行调度。而此机制要想完成需求借助于MSP430单片机中所具有的TIMER-A及TIMER-B等完成。依据本体系的规划,需求守时器在32768Hz的条件下每秒进行一次中止,因而,需求对TIMER-B进行以下方面的设置:

  将时钟源界说为ACLK;TBCTL=TBSSEL0+TBCLR

  答应中止守时器;TBCCTL0=CCIE

  将守时器的守时时刻设为1s;TBCCR0=0X7FFF

  在增计数形式进行守时器的作业;

  TBCTL1=MC0

  这样,即可完成守时器1s中1次的中止服务程序,在此程序中进行相应守时器的规划,以便进行计时相关操作。体系选用了热电阻PT100.因为MSP430单片机自带ADC12模块,因而可将所收集的温度经过A/D进行转化。为了对温度及其他模拟量进行即时处理,体系选用了序列通道屡次转化形式。转化完成后成果会存放于ADC12MEM之中。

  关于体系的软件而言,其包含上层及基层模块两部分软件,其间,上层收到中心指令后可借助于射频无线通讯方法对基层进行指令的发送,并进行计时。若基层无数据回来,一旦超时上层会从头进行指令的发送。若3次以上仍无数据回来,则将被以为基层作业出现反常,并向中心提交反常信号。因为MSP430单片机仅存在一个串口,而上。基层模块需2个串口,而第2个串口需求借助于守时器A所具有的捕获/比较功用来完成。

  2.2.2 无线通讯协议

  体系的通讯协议包含3层:一是物理层,首要是经过NRF401模块完成的;二是数据链路层,此层首要担任进行无线数据传输的供给;三是运用层,进行数据的发送时,需将此层所传送来的较长数据帧进行拆分,并进行包头与校验和,然后再从头进行打包并发送。

  因为NRF401灵敏度极高,因而,若无数据的传输时,其数据的输出脚将会存在杂波的输出,此类杂波将会遭到MCU串口的接纳和处理。四个字节的0×CC加上一个字节的0×F0可保证数据帧抵达之前两边之间通讯的同步完成。体系协议选用的是两个字节的帧头,即两个0×55,其加上开始和中止位之后,实践进程中发送的将为0101010101,因而可有用保证数据取得承认。此外,因为十个字节数据后为校验和,因而选用16位的crc校验可保证数据传输进程的准确性。此刻接纳方会对crc及校验和进行比较,若不同阐明传输进程产生过错,此刻接纳方会讲过错帧编号进行记载,待一切数据发送完毕后,可回来过错编号,并要求从头进行发送。

  若一切数据均接纳正常,则会承认发送正确。

  3.结语

  MSP430单片机因为其功耗超低一级特色,因而在流量检测中得到很好的运用。

  经过依据MSP430单片机的流量检测仪的规划,根本上处理了传统流量检测进程中精度问题以及检测仪受液体影响而寿数降低一级多方面坏处,因而在流量检测方面具有非常杰出的发展前景。

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