MSP430FW42X無磁傳感器水表解決方案

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

一、單片機(jī)主要性能

MSP430FW42X系列單片機(jī)是TI針對(duì)電子式流量與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)最新開發(fā)的專用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)模塊完美地結(jié)合為一體，該器件的超低功耗結(jié)構(gòu)和流量檢測(cè)模塊不僅延長(zhǎng)了電池的壽命，同時(shí)還提高了儀表的精度與性能。

除了完全兼容現(xiàn)有MSP430F41x產(chǎn)品外，還具有以下主要特性：

•應(yīng)用于水、熱和氣體儀表的流量測(cè)量的ScanIF單元；

•高達(dá)96段的集成LCD驅(qū)動(dòng)程序；

•掉電保護(hù)功能與電源電壓監(jiān)控器；

•兩個(gè)多通道脈寬調(diào)制計(jì)時(shí)器；

•可實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)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（ScanIF）不需要外部流量檢測(cè)IC，直接取代TMS3723B，大大簡(jiǎn)化了系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，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：

三、測(cè)量原理
本方案通過把流體流動(dòng)轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)流體流量的檢測(cè)。采用附有金屬膜的葉輪實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換，管道中的流體推動(dòng)葉輪的不斷旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速直接決定于流體的流速。此機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)經(jīng)無磁非接觸式傳感器將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)送至微控制器的SCANIF模塊，SCANIF模塊計(jì)算出轉(zhuǎn)動(dòng)（流體流量）和它的方向。

四、SCANIF模塊介紹

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模塊由三部分組成：模擬前端(AFE)、信號(hào)處理狀態(tài)機(jī)(PSM)、定時(shí)狀態(tài)機(jī)(TSM)。其中模擬前端的主要元器件是一個(gè)“VCC/2”發(fā)生器，一個(gè)比較器和一個(gè)10位DAC。模擬前端用來激勵(lì)傳感器，檢測(cè)信號(hào)電平并把信號(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)計(jì)算出轉(zhuǎn)動(dòng)（流體流量）和它的方向；定時(shí)狀態(tài)機(jī)用來控制模擬前端和信號(hào)處理狀態(tài)機(jī)。

五、主要功能

1、用水量計(jì)量

•總用水量、當(dāng)月用水量計(jì)量；

•存儲(chǔ)上12個(gè)月的歷史用水量；

2、時(shí)間管理

•具有日歷、計(jì)時(shí)和閏年自動(dòng)切換功能；

•日歷、時(shí)間設(shè)置有防止非授權(quán)人操作的措施；

3、事件記錄

•水量記錄

上次購(gòu)水的時(shí)間和購(gòu)水量、總用水量、剩余水量、上12個(gè)月的歷史用水量

•電池管理

電池欠壓記錄和提示

•人為破壞記錄

拆表記錄

4、顯示

•顯示水表的累計(jì)流量、剩余水量、本次購(gòu)水量及水表閥門狀態(tài)、電池狀態(tài)等相關(guān)信息；

•顯示順序及顯示間隔時(shí)間可預(yù)置；

•報(bào)警及錯(cuò)誤信息提示；

5、通訊接口

可在下面三種方式中任選一種。

•IC卡

•射頻卡

•M_BUS遠(yuǎn)傳

6、按鍵操作

根據(jù)用戶基表及表殼決定，可設(shè)置顯示按鍵。