一种单片机实现智能流量计的设计

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摘 要：文中对智能流量计进行了电源电路、看门狗电路和显示电路等方面的设计，最后给出了通讯接口额设计、

关键词：智能流量计；电源电路；看门狗电路

中图分类号：TM934.2 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 14-0000-01

微型计算机主要包括单片机和嵌入式系统，由于微型计算机发展神速已经将传统的计算机淘汰，已经创造出全智能的仪表。现在生产厂家都已经向着新创造智能仪表发展，由于微型计算机的诞生并被不断的改进，使得微型计算机不断趋向仪器仪表微机化和智能化。MCU本身具有体积小、功耗低、价格便宜等优点，用它们开发各类智能产品更具有周期短、成本低等优点，因此在计算机和仪表一体化设计中有着更大的优越性和潜力。流量仪是在线测量管道内流体流量的测量仪表，在电力、石油、化工、冶金等行业有着普遍的应用，需然讲微型计算机不断推向智能化，但是电池跟不上微型计算机的提升速度，用户都需要借助电源线或信号电缆才能让其尽量保持正常工作。这样给用户带来很多麻烦。通过技术不断的发展不断的改进终于研究出MSP430智能流量仪。MSP430智能流量仪借口都随便借（拥有多选择的借口），之前的流量仪在给电池供电和传输数据的时候都需要借助电缆来维持，但使用MSP430智能流量仪就不再需要这么麻烦了，MSP430智能流量仪已经为用户直接连上了。当我们在比较恶略的环境中也不怕携带不方便，应为仪表还可以链接到外部电源上的。如果用户还想使其更加智能化更多功能，还可以跟其他设备结合来提升。

一、硬件设计

（一）硬件设计概述

要使得系统的硬件发挥出良好的功能效果，考虑的范围包括规模、速度、控制、复杂性、精确度、使用指标等。在设计过程中要避免各方面对系统的干扰，在零件、布局、组装等方面都应注意。从它的系统规模和它的可靠性的角度来看，这个智能流量仪的系统主要是单片机系统。系统硬件组成主要有：压力传感器、压差传感器、绝对压力传感器、16位单片机MSP430F149、RS232串口通信、电源、LED显示器、键盘输入电路等。要让链接的线路标准化，那么设计电路的时候主要以典型的线路为主。线路标准化话的同时一定要保证各部分的性能兼容。但要使得仪表能长期正常工作就要注意以下的注意事项，要让其有一点的抗干扰的能力，我们的对应抗干扰措施在图1能清楚地告诉我们。1.去耦滤波，2.让线路走的更加合适，3.对线路的布局，4.通道隔离，这是一般能解决的。

（二）16位单片机MSP430F149

这次研究的课题是研制开发的基于MSP430单片机的智能流量仪采用美国TI公司的超低功耗16位单片机MSP430F149作为系统芯片。在研究出MSP430F149单片机的系统并不是一个难事，但是满足系统设计要求的同时成本却大大的降低了，也使得测量的精确度提高了不小。我们下面列出MSP430F149单片机比之前研究的单片机有什么明显的进步。1.存储器模块是现在市面上所有的存储器的耗电量都要低。2.MSP430F149单片机的处理器不仅仅成本大大降低而且还减小的线路板的需要空间。3.不管在系统的设计方面还是调试阶段还是到最后的应用中都有着明显的提升。

（三）电源电路

作为集成电路元件的三端稳压器，内部由一些三极管和电阻等构成，在电路中大家好自然地就认为三端稳压器是一个自动调节的元件。当电流变大的时候三端稳压器是怎样去把他调节的呢？当电流变小时三端稳压器又是怎样进行调节的呢？我们来理解一下电流跟三端稳压器的电阻的关系。当电流大时电阻就变小，当电流变小时电阻就会变大，使得电压保持稳定。之所以要选择7805是因为我需要的电压是5V。知道短路保护是怎样吗？就是在几秒钟以内发生短路时三端稳压器一般情况下是不会烧坏的，短路时间长了散热来不及，所以就比较危险。之所以我们在三端稳压器后接的电阻就是有特发时间来处理的。

（四）显示电路

图2中的电路显示主要是以LED形式来显示，LED显示方式既不影响系统的显示效果，也不是使得制造系统的成本增加。

二、通讯接口

通讯接口：SP3220芯片.SP3220芯片介绍：SP3220是一款低功耗的RS232驱动芯片，该芯片有以下特性。

（1）宽电压供电，供电电压为：3.3V—5.0V。

（2）上传速率可达235Kbps。

（3）低功耗的电流为1uA。

（4）增强性ESD规范。

参考文献：

[1]王慧勇，张素玲.控制燃气输差的实战解析[J].城市燃气，2012（10）：36-39.

[2]林建华.基于AT89S52单片机的智能温控电风扇[J].湖北广播电视大学学报，2013（02）：157-158.