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　　1、MSP430FW42x單片機(jī)介紹
　　
　　MSP430FW42x系列單片機(jī)是TI公司針對(duì)電子式流量與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)開發(fā)的MCU芯片，它將超低功耗MCU、旋轉(zhuǎn)掃描接口（SCANIF）和液晶顯示LCD驅(qū)動(dòng)模塊地結(jié)合在一起。該器件的超低功耗結(jié)構(gòu)和流量檢測(cè)模塊不僅延長了電池的壽命，同時(shí)還提高了儀表的精度與性能。MSP430FW42x的典型應(yīng)用包括熱量儀表、熱水和冷水儀表、氣體儀表和工業(yè)流量計(jì)、風(fēng)力計(jì)以及其他旋轉(zhuǎn)檢測(cè)應(yīng)用。
　　
　　2、流量測(cè)量的原理
　　
　　2.1基本原理
　　
　　一個(gè)由葉輪或螺旋齒輪構(gòu)成的機(jī)械裝置把流體流動(dòng)轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)動(dòng)，這種轉(zhuǎn)換能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)流體流量的測(cè)量。
　　
　　把一個(gè)諧振回路中的電感置于葉輪的上方可以檢測(cè)到葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，葉輪的一半敷有銅或其他有阻尼性的金屬。由電感在葉輪上方的位置決定諧振回路的阻尼系數(shù)，電感位于區(qū)域a時(shí)，回路的阻尼系數(shù)高于電感位于區(qū)域b時(shí)。通過測(cè)量諧振回路的不同阻尼系數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的測(cè)量。圖1為測(cè)量原理示意圖。　　
　　2.2振蕩測(cè)試法
　　
　　圖2給出了2個(gè)傳感器位于不同區(qū)域時(shí)的振蕩波形，MSP430FW42x采用振蕩測(cè)試法把不同的衰減幅度轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)進(jìn)行測(cè)量。這種方法把圖2中的傳感器1的減幅系數(shù)表示為L，傳感器2的減幅系數(shù)表示為H。　　
　　2.3信號(hào)處理
　　
　　隨著葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，傳感器l和傳感器2的信號(hào)隨之不斷改變。圖3給出了兩個(gè)傳感器的狀態(tài)變化，如果知道前一個(gè)狀態(tài)和新的狀態(tài)，則同時(shí)可以得出旋轉(zhuǎn)的方向。增計(jì)數(shù)：由狀態(tài)d變化到狀態(tài)a；減計(jì)數(shù)：由狀態(tài)b變化到狀態(tài)a。　　
　　3、采用MSP430FW427設(shè)計(jì)的無磁水表
　　
　　采用MSP430FW427設(shè)計(jì)水表具有非常簡單的電路結(jié)構(gòu)，流量測(cè)量部分由MSP430FW427內(nèi)置SCANIF模塊完成。圖4為采用MSP430FW427設(shè)計(jì)的無磁水表系統(tǒng)原理框圖。
　　
　　4、SCANIF模塊設(shè)計(jì)
　　
　　SCANIF模塊能夠在低功耗下自動(dòng)檢測(cè)線性或旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)。SCANIF模塊如圖5所示，由3部分組成：模擬前端（AFE）、信號(hào)處理狀態(tài)機(jī)（PSM）和定時(shí)狀態(tài)機(jī)（TSM）。其中模擬前端激勵(lì)傳感器，檢測(cè)信號(hào)并把信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式；這些數(shù)字信號(hào)進(jìn)入信號(hào)處理狀態(tài)機(jī)，信號(hào)處理狀態(tài)機(jī)根據(jù)這些信號(hào)分析并計(jì)數(shù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；定時(shí)狀態(tài)機(jī)控制模擬前端和信號(hào)處理狀態(tài)機(jī)。　　
　　在軟件開發(fā)過程中有關(guān)SCANIF模塊的設(shè)置如下：
　　
　?。?）SCANIF的基本設(shè)置
　　
　　◇設(shè)置SCANIF的控制寄存器SIFCTLl、SIFCTL2、SIFCTL3、SIFCTL4和SIFCTL5；
　　
　　◇定義P6．x／SIFCH．x引腳為SCANIF模塊功能；
　　
　　◇打開“VCC／2”發(fā)生器；
　　
　　◇時(shí)鐘源選擇；
　　
　　◇信號(hào)狀態(tài)處理機(jī)。
　　
　?。?）規(guī)劃時(shí)間狀態(tài)機(jī)
　　
　　SCANIF的時(shí)間狀態(tài)機(jī)用來確定測(cè)量序列，每一步所需的時(shí)問可以地調(diào)整。通常的測(cè)量序列為：確定空閑狀態(tài)；激勵(lì)LC傳感器；延時(shí)一定的時(shí)間，此時(shí)測(cè)量可以進(jìn)行；打開DAC和比較器；測(cè)量；停止。
　　
　?。?）定義DAC的磁滯門限
　　
　　DAC為每個(gè)傳感器的阻尼和非阻尼振蕩器提供磁滯門限，通過觀察每個(gè)傳感器的振蕩曲線和DAC的電壓，調(diào)整DAC的磁滯門限。
　　
　?。?）信號(hào)處理狀態(tài)機(jī)
　　
　　信號(hào)處理狀態(tài)機(jī)足一個(gè)可設(shè)計(jì)的狀態(tài)機(jī)，它通過存儲(chǔ)在MSP430存儲(chǔ)器中的狀態(tài)表得出轉(zhuǎn)速和方向，向量SIFTPSMV初始指向PSM的狀態(tài)表。
　　
　　5、SCANIF模塊初始化程序示例

　　
　　6、結(jié)語
　　
　　本文介紹了采用LC振蕩測(cè)試法實(shí)現(xiàn)流量測(cè)量的工作原理，并根據(jù)此原理成功設(shè)計(jì)了基于MSP430FW427的無磁水表。由于SCANIF模塊的設(shè)置非常靈活，設(shè)計(jì)人員*可以根據(jù)自己的實(shí)際情況，對(duì)其進(jìn)行合理的設(shè)置。MSP430FW427單片機(jī)所具有的其他集成外設(shè)以及超低功耗運(yùn)行能力也使我們能夠開發(fā)出功能*的儀表。