1. MSP430FW42x单片机介绍
MSP430FW42x系列单片机是TI公司针对电子式流量与旋转运动检测最新开发的专用MCU芯片,它将超低功耗MCU、旋转扫描接口 (SCAN IF)和液晶显示LCD驱动模块完美地结合在一起。该器材的超低功耗结构和流量检测模块不只延长了电池的寿数,一起还提高了外表的精度与功用。 MSP430FW42x的典型使用包含热量外表、热水和冷水外表、气体外表和工业流量计、风力计以及其他旋转检测使用。
2. 流量丈量的原理
2.1 根本原理
一个由叶轮或螺旋齿轮构成的机械设备把流体活动转化为滚动,这种转化可以完结对流体流量的丈量。
把一个谐振回路中的电感置于叶轮的上方可以检测到叶轮的滚动,叶轮的一半敷有铜或其他有阻尼性的金属。由电感在叶轮上方的方位决议谐振回路的阻尼系数,电感坐落区域a时,回路的阻尼系数高于电感坐落区域b时。经过丈量谐振回路的不同阻尼系数,可以完结对滚动的丈量。图1为丈量原理示意图。
2.2 振动测试法
图2给出了2个传感器坐落不同区域时的振动波形,MSP430FW42x选用振动测试法把不同的衰减起伏转化为数字信号进行丈量。这种办法把图2中的传感器1的减幅系数表明为L,传感器2的减幅系数表明为H。
2.3 信号处理
跟着叶轮滚动,传感器l和传感器2的信号随之不断改动。图3给出了两个传感器的状况改变,假如知道前一个状况和新的状况,则一起可以得出旋转的方向。增计数:由状况d改变到状况a;减计数:由状况b改变到状况a。
3. 选用MSP430FW427规划的无磁水表
选用MSP430FW427规划水表具有十分简略的电路结构,流量丈量部分由MSP430FW427内置SCAN IF模块完结。图4为选用MSP430FW427规划的无磁水表体系原理框图。
4. SCAN IF模块规划
SCAN IF模块可以在低功耗下自动检测线性或旋转的运动。SCAN IF模块如图5所示,由3部分组成:模仿前端(AFE)、信号处理状况机(PSM)和守时状况机(TSM)。其间模仿前端鼓励传感器,检测信号并把信号转化为数字方式;这些数字信号进入信号处理状况机,信号处理状况机依据这些信号剖析并计数旋转运动;守时状况机操控模仿前端和信号处理状况机。
在软件开发过程中有关SCAN IF模块的设置如下:
(1)SCAN IF的根本设置
设置SCAN IF的操控寄存器SIFCTLl、SIFCTL2、SIFCTL3、SIFCTL4和SIFCTL5;
界说P6.x/SIFCH.x引脚为SCANIF模块功用;
翻开“VCC/2”发生器;
时钟源挑选;
信号状况处理机。
(2)规划时刻状况机
SCAN IF的时刻状况机用来确认丈量序列,每一步所需的时问可以精确地调整。一般的丈量序列为:确认闲暇状况;鼓励LC传感器;延时必定的时刻,此刻丈量可以进行;翻开DAC和比较器;丈量;中止。
(3)界说DAC的磁滞门限
DAC为每个传感器的阻尼和非阻尼振动器供给磁滞门限,经过调查每个传感器的振动曲线和DAC的电压,调整DAC的磁滞门限。
(4)信号处理状况机
信号处理状况机足一个可规划的状况机,它经过存储在MSP430存储器中的状况表得出转速和方向,向量SIFTPSMV初始指向PSM的状况表。
5. SCAN IF模块初始化程序示例
6. 结语
本文介绍了选用LC振动测试法完结流量丈量的作业原理,并依据此原理成功规划了依据MSP430FW427的无磁水表。因为SCAN IF模块的设置十分灵敏,规划人员完全可以依据自己的实际情况,对其进行合理的设置。MSP430FW427单片机所具有的其他集成外设以及超低功耗运转才能也使咱们可以开宣布功用先进的外表。