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平武新闻
流量检测中MSP430单片机的应用分析
发布时间:2021-09-12        浏览次数:        

  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,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

  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。

  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。

  这样,即可实现定时器1s中1次的中断服务程序,在此程序中进行相应定时器的设计,以便进行计时相关操作。系统采用了热电阻PT100.由于MSP430单片机自带ADC12模块,因此可将所采集的温度通过A/D进行转换。为了对温度及其他模拟量进行即时处理,系统采用了序列通道多次转换模式。转换完成后结果会存放于ADC12MEM之中。

  无线通信方式对下层进行命令的发送,并进行计时。若下层无数据返回,一旦超时上层会重新进行命令的发送。若3次以上仍无数据返回,则将被认为下层工作出现异常,并向中心提交异常信号。由于MSP430单片机仅存在一个串口,而上。下层模块需2个串口,而第2个串口需要借助于定时器A所具有的捕获/比较功能来实现。

  由于NRF401灵敏度极高,因此,若无数据的传输时,其数据的输出脚将会存在杂波的输出,此类杂波将会受到MCU串口的接收和处理。四个字节的0×CC加上一个字节的0×F0可保证数据帧到达之前双方之间通讯的同步实现。系统协议采用的是两个字节的帧头,即两个0×55,其加上起始和停止位之后,实际过程中发送的将为0101010101,因此可有效保证数据获得确认。此外,由于十个字节数据后为校验和,因此采用16位的crc校验可确保数据传输过程的准确性。此时接收方会对crc及校验和进行比较,若不同说明传输过程发生错误,此时接收方会讲错误帧编号进行记录,待所有数据发送结束后,可返回错误编号,并要求重新进行发送。