来源：单片机及嵌入式系统应用 作者：利尔达单片机技术有限公司 贾灵

    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。

    4 scan if模块设计

    scan if模块能够在低功耗下自动检测线性或旋转的运动。scan if模块如图5所示，由3部分组成：模拟前端(afe)、信号处理状态机(psm)和定时状态机(tsm)。其中模拟前端激励传感器，检测信号并把信号转换为数字形式；这些数字信号进入信号处理状态机，信号处理状态机根据这些信号分析并计数旋转运动；定时状态机控制模拟前端和信号处理状态机。

    在软件开发过程中有关scan if模块的设置如下：

    (1)scan if的基本设置

    ◇设置scan if的控制寄存器sifctll、sifctl2、sifctl3、sifctl4和sifctl5；

    ◇定义p6．x／sifch．x引脚为scanif模块功能；

    ◇打开“vcc／2”发生器；

    ◇时钟源选择；

    ◇信号状态处理机。

    (2)规划时间状态机

    scan if的时间状态机用来确定测量序列，每一步所需的时问可以精确地调整。通常的测量序列为：确定空闲状态；激励lc传感器；延时一定的时间，此时测量可以进行；打开dac和比较器；测量；停止。

    (3)定义dac的磁滞门限

    dac为每个传感器的阻尼和非阻尼振荡器提供磁滞门限，通过观察每个传感器的振荡曲线和dac的电压，调整dac的磁滞门限。

    (4)信号处理状态机

    信号处理状态机足一个可设计的状态机，它通过存储在msp430存储器中的状态表得出转速和方向，向量siftpsmv初始指向psm的状态表。

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