MSP430FW42X 無磁傳感器水表解決方案 2011-06-19 14:44:18來源:互聯(lián)網(wǎng)

我公司自主開發(fā)的 MSP30FW42X 無磁傳感水表 具有功耗低(靜態(tài)電流小于 4 微安)、測量流量范圍寬、精度高、穩(wěn)定性和一致性好的特點,尤其在小流量下亦保持了很高的測量精度,同時絲毫不受各類水銹、雜質的影響,特別適合在水質較差的供熱環(huán)境下長期使用而不影響測量精度。

一、單片機主要性能
MSP430FW42X 系列單片機是 TI針對電子式流量與旋轉運動檢測最新開發(fā)的專用 MCU芯片,它將超低功耗 MCU、旋轉掃描接口( Scan IF )和液晶顯示 LCD 驅動模塊完美地結合為一體,該器件的超低功耗結構和流量檢測模塊不僅延長了電池的壽命,同時還提高了儀表的精度與性能。

MSP430FW42X 除了完全兼容現(xiàn)有 MSP 430F 41x 產(chǎn)品外,還具有以下主要特性:

應用于水、熱和氣體儀表的流量測量的 Scan IF 單元;

高達 96 段的集成 LCD 驅動程序;

掉電保護功能與電源電壓監(jiān)控器;

兩個多通道脈寬調制計時器;

可實現(xiàn)模數(shù)轉換的通用模擬比較器 _A 。

二、 系統(tǒng)組成
使用 MSP430FW42X 開發(fā)的水表、熱量表,系統(tǒng)直接采用內(nèi)部流量掃描模塊( Scan IF )不需要外部流量檢測 IC ,直接取代 TMS3723B ,大大簡化了系統(tǒng)硬件設計和軟件設計,并且提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。使用 MSP430FW42X 開發(fā)的無磁水表系統(tǒng)框圖如下:


圖 1 系統(tǒng)原理框圖



圖 2 實物照片圖

三、測量原理
本方案通過把流體流動轉換為旋轉運動實現(xiàn)對流體流量的檢測。采用附有金屬膜的葉輪實現(xiàn)這種轉換,管道中的流體推動葉輪的不斷旋轉,其轉速直接決定于流體的流速。此機械轉動信號經(jīng)無磁非接觸式傳感器將其轉化為電信號送至微控制器的 SCAN IF 模塊, SCAN IF 模塊計算出 轉動(流體流量)和它的方向。

四、 SCAN IF 模塊 介紹
SCAN IF 模塊能夠在低功耗下自動檢測線性或旋轉的運動。 SCAN IF 模塊由三部分組成:模擬前端 (AFE) 、信號處理狀態(tài)機 (PSM) 、定時狀態(tài)機 (TSM) 。其中模擬前端的主要元器件是一個“ VCC/ 2 ” 發(fā)生器,一個比較器和一個10 位 DAC 。模擬前端用來激勵傳感器,檢測信號電平并把信號轉換為數(shù)字形式;這些數(shù)字信號進入信號處理狀態(tài)機,信號處理狀態(tài)機 計算出轉動(流體流量)和它的方向 ;定時狀態(tài)機用來控制模擬前端和信號處理狀態(tài)機。