流量检测中MSP430单片机的应用分析

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【摘要】随着MSP430单片机的不断发展和应用，其所具有的超强处理能力、超低功耗等卓越性能在流量检测仪中得到了广泛的应用。鉴于此，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，从而就MSP430在流量检测中的应用进行了探讨。

【关键词】流量检测；MSP430单片机；流量检测仪；设计

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。

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。

2.2 软件的设计

2.2.1 模块的设计

对于系统的软件而言，其包括上层及下层模块两部分软件，其中，上层收到中心命令后可借助于射频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。

2.2.2 无线通信协议

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。若所有数据均接收正常，则会确认发送正确。

3.结语

MSP430单片机由于其功耗超低等特点，因而在流量检测中得到很好的应用。通过基于MSP430单片机的流量检测仪的设计，根本上解决了传统流量检测过程中精度问题以及检测仪受液体影响而寿命降低等多方面弊端，因而在流量检测方面具有十分良好的发展前景。

参考文献

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[2]黎洪生，张英.基于单片机的无磁传感水表的设计[J].传感器与微系统，2011（3）：54-56.