一種基于MSP430的無磁水表設計方案

　　1. MSP430FW42x單片機介紹

　　MSP430FW42x系列單片機是TI公司針對電子式流量與旋轉運動檢測最新開發的專用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在一起。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的典型應用包括熱量儀表、熱水和冷水儀表、氣體儀表和工業流量計、風力計以及其他旋轉檢測應用。

　　2. 流量測量的原理

　　2.1 基本原理

　　一個由葉輪或螺旋齒輪構成的機械裝置把流體流動轉換為轉動，這種轉換能夠實現對流體流量的測量。

　　把一個諧振回路中的電感置于葉輪的上方可以檢測到葉輪的轉動，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，電感位于區域a時，回路的阻尼系數高于電感位于區域b時。通過測量諧振回路的不同阻尼系數，可以實現對轉動的測量。圖1為測量原理示意圖。

　　2.2 振蕩測試法

　　圖2給出了2個傳感器位于不同區域時的振蕩波形，MSP430FW42x采用振蕩測試法把不同的衰減幅度轉換為數字信號進行測量。這種方法把圖2中的傳感器1的減幅系數表示為L,傳感器2的減幅系數表示為H。

　　2.3 信號處理

　　隨著葉輪轉動，傳感器l和傳感器2的信號隨之不斷改變。圖3給出了兩個傳感器的狀態變化，如果知道前一個狀態和新的狀態，則同時可以得出旋轉的方向。增計數：由狀態d變化到狀態a;減計數：由狀態b變化到狀態a。

　　3. 采用MSP430FW427設計的無磁水表

　　采用MSP430FW427設計水表具有非常簡單的電路結構，流量測量部分由MSP430FW427內置SCAN IF模塊完成。圖4為采用MSP430FW427設計的無磁水表系統原理框圖。