基于MSP430的流量检测仪设计

0 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了越来越广泛的应用，因此，本文重点就基于MSP430单片机的流量检测仪的设计进行了研究。

1.以MSP430单片机为基础的流量检测仪的工作原理分析

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,具体而言，此流量检测仪的工作原理如下：当液体经过流量检测仪的过程中，检测仪内部的旋转磁盘进行转动，因而旋转磁盘上所设置的磁钢会触发传感器，并使其发出极为微弱的电信号，通过将此信号进行逐级放大和滤波之后，信号通过输出进入到检测仪的CPU中，CPU计数器对其进行输入，而后系统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计算，后经处理形成所谓的差动信号，此差动信号以脉冲的形式传送至显示器中进行显示，这样其参数及流量信息可通过MSP430F149的I/O接口进行输入/输出。

2.基于MSP430单片机的流量检测仪的设计分析

2.1 电路的设计

流量检测仪的控制器采用的是TI公司所生产的MSP430149单片机，通过对流量检测仪的几个主要功能模块进行设计，系统的具体结构如图1所示。

1)温度检测模块，此模块主要包括了温度传感器与差动放大器，此模块通过温度传感器将信号传送至差送放大器中，信号经放大后输入至MSP430F149之中，经单片机的A/D转换口对信息及数据进行相应的处理及保存。本系统所采用的温度传感器其热电阻为PT100.

2)流量检测模块，此模块包括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，通过所得脉冲数即可进行流量的计算。系统所采用的流量传感器为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能，这样受到外磁场激发后，其磁化方向会瞬间进行翻转，并在检测线圈中产生电信号，从而实现了磁电之间的转换。

3)通信模块，此模块主要包括了NRF-401无线通信电路以及RS485通信接口。对于RS485接口而言，其芯片采用的是TI公司生产的SN75LBC184,其使用的为单一电源VCC,3-5.5V电压范围之内均可正常进行工作，并能有效实现TTL到485间的转换。

对于无线串行接口电路而言，其采用的是NRF401无线通讯芯片，并应用了FSK调制解调技术，因此工作过程中的最高速率可达20kb/s.此外，还可对发射功率进行调整，发射过程中的最大功率为+10dBm.

4)对于液晶显示模块而言，其主要功能即对当前液体的流量进行显示。