MSP430FW427无磁水表设计方案详解

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[导读] MSP430FW42x系列单片机是TI公司针对电子式流量与旋转运动检测最新开发的专用MCU芯片，它将超低功耗MCU、旋转扫描接口 （SCAN IF）和液晶显示LCD驱动模块完美地结合在一起。该器件的超低功耗结构和流量检测模块不仅延长了电池的寿命，同时还提高了仪表的精度与性能。

　1. MSP430FW42x单片机介绍

　　MSP430FW42x系列单片机是TI公司针对电子式流量与旋转运动检测最新开发的专用MCU芯片，它将超低功耗MCU、旋转扫描接口 （SCAN IF）和液晶显示LCD驱动模块完美地结合在一起。该器件的超低功耗结构和流量检测模块不仅延长了电池的寿命，同时还提高了仪表的精度与性能。 MSP430FW42x的典型应用包括热量仪表、热水和冷水仪表、气体仪表和工业流量计、风力计以及其他旋转检测应用。

　　2. 流量测量的原理

　　2.1 基本原理

　　一个由叶轮或螺旋齿轮构成的机械装置把流体流动转换为转动，这种转换能够实现对流体流量的测量。

　　把一个谐振回路中的电感置于叶轮的上方可以检测到叶轮的转动，叶轮的一半敷有铜或其他有阻尼性的金属。由电感在叶轮上方的位置决定谐振回路的阻尼系数，电感位于区域a时，回路的阻尼系数高于电感位于区域b时。通过测量谐振回路的不同阻尼系数，可以实现对转动的测量。图1为测量原理示意图。

　　

　　2.2 振荡测试法

　　图2给出了2个传感器位于不同区域时的振荡波形，MSP430FW42x采用振荡测试法把不同的衰减幅度转换为数字信号进行测量。这种方法把图2中的传感器1的减幅系数表示为L，传感器2的减幅系数表示为H。

　　

　　2.3 信号处理

　　随着叶轮转动，传感器l和传感器2的信号随之不断改变。图3给出了两个传感器的状态变化，如果知道前一个状态和新的状态，则同时可以得出旋转的方向。增计数：由状态d变化到状态a;减计数：由状态b变化到状态a。

　　

　　3. 采用MSP430FW427设计的无磁水表

　　采用MSP430FW427设计水表具有非常简单的电路结构，流量测量部分由MSP430FW427内置SCAN IF模块完成。图4为采用MSP430FW427设计的无磁水表系统原理框图。