基于DSP的地下微水检测系统

　　1 地下微水检测系统的设计方案

　　该检测系统用于确定不同低渗透性含水层介质中的渗透参数。通过在含水层布置的钻孔中激发水头变化，实时测量水头随时间的变化，利用地下水动力学原理，计算含水层的渗透系数。

　　该系统通过MSP430单片机采集压力式液位变送器和温度传感器的信号，将采集的信号经过简单处理后上传到TMS320F2812进行分析处理，得到井下水面高度变化以及井下水温等参数的精确值，并送至液晶显示屏实时显示，同时对USB设备进行简单文件操作，便于数据存取。将μC／OS-Ⅱ实时操作系统移植到TMS320F2812中可提高系统的可靠性，具有良好的扩展性。

　　图1为该地下微水检测系统结构框图，它主要由主控单元TMS320F2812、数据采集、USB接口、液晶显示、电源及复位电路等模块组成。

　　2 系统硬件设计

　　2．1数据采集模块

　　数据采集模块用于采集液体的压力和温度值。该系统采用压力式液位变送器，它是采用高性能的硅压阻式压力充油芯体作为压力敏感核心，接入专门集成电路将传感器毫伏信号转换成标准电流信号输出。该压力式液位变压器再将标准电流信号传输给MSP430单片机。温度传感器采用数字温度传感器DSl8B20，该器件也将温度值传送给MSP430单片机。

　　2．2 USB接口模块

　　USB接口模块对U盘进行操作实现数据存储。这里选用CH375型USB接口器件。CH375是一款USB总线的通用接口器件，具有8位数据总线和读、写、片选控制线以及中断输出，可以方便的挂接到单片机／DSP／MCU／MPU等控制器的系统总线上。CH375支持5 V和313 V电源电压，支持低功耗模式。图2为USB接口模块硬件电路。

　　CH375的TXD引脚直接接地，CH375工作在并口方式。电容C4用于CH375内部电源节点退耦。电容C3和C5用于外部电源退耦，建议C3采用0．1μF的独石电容。为了使得CH375可靠复位，电源电压上升时间应小于100 ms。

　　3 系统软件设计

　　该检测系统软件设计主要包括MSP430数据采集模块、μC／OS-Ⅱ在TMS320F2812上的移植、μC／OS-Ⅱ下应用程序等3部分。

　　3．1 MSP430数据采集模块

　　MSP430数据采集模块软件程序设计采用模块化、结构化的设计方案。该模块软件设计从功能上可分为2部分，第1部分是与硬件密切相关的驱动程序，主要完成对硬件底层寄存器的操作，包括MSP430外部电路和内置外设；第2部分是跟硬件无关的应用程序，主要包括读取温度、压力采样、数据处理等。图3为MSP430数据采集模块的主程序流程。