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MSP430F449在新型流量計中的應(yīng)用

作者: 時間:2009-04-01 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
放大后的信號與線圈反饋回來的信號通過硬件乘法器相乘,輸出乘積信號。由于MSP430為單極性電源供電,因此片內(nèi)A/D電壓輸入也為單極性輸入,即0~3.3V,而乘法器AD835輸出的信號為雙極性信號,因此必須經(jīng)過電平提升電路而將信號轉(zhuǎn)換為單極性信號。電平提升電路包括兩部分,第一部分完成的功能是把輸入信號加1.6V后反相輸出,第二部分把反相輸出的信號再進(jìn)行反相。這樣就使最初輸入的信號提升了1.6V,這樣就能進(jìn)入接下來的A/D進(jìn)行采樣。
2.3 系統(tǒng)
本測量系統(tǒng)采用TI公司的MPS430F449作為電磁CPU,與晶振輸入模塊、復(fù)位電路、顯示模塊和鍵盤模塊共同構(gòu)成單片機(jī)系統(tǒng)。超低功耗微處理器是IT公司推出的一種單片機(jī)。它具有16位精簡指令結(jié)構(gòu),內(nèi)含12位快速A/D,60K字節(jié)FLASH ROM,2K字節(jié)RAM,片內(nèi)資源豐富,有ADC、PWM、若干TIMER、串行口、看門狗定時器等。單片機(jī)系統(tǒng)的復(fù)位電路使用的是將引腳電壓拉低到GND,然后釋放,從而引起系統(tǒng)復(fù)位的方法。系統(tǒng)的鍵盤模塊采用獨(dú)立按鍵式鍵盤。由3個獨(dú)立按鍵分別與3只上拉電阻共同和的P1.1、P1.2和P1.3相連,并將這三個端口設(shè)置為上升沿中斷使能的方式,利用中斷處理程序來判斷鍵盤輸入。
3 系統(tǒng)軟件設(shè)計
系統(tǒng)軟件由主程序、鍵盤菜單處理、定時器中斷、梯形波勵磁信號產(chǎn)生、A/D采樣、LCD顯示等部分組成。系統(tǒng)程序流程圖如圖3所示。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/173822.htm

從流程圖中可以看出,系統(tǒng)軟件是通過對連續(xù)等間隔采集來的1000個點求平均值來達(dá)到濾波目的的,即得到直流分量。這1000個點采到的數(shù)據(jù)都保存在一個數(shù)組當(dāng)中,每采到一個新的點,就在這個數(shù)組當(dāng)中對最老的點進(jìn)行替換,數(shù)組中保存的都是最新的采樣點,而對于這些點的求和則采用逐點法求得,即除了最開始采集的1000個數(shù)據(jù)需要做一次求和以外,后面只要把這個和減去最早的點的數(shù)據(jù)再加上最新的點的數(shù)據(jù)就可得到當(dāng)前的最新的1000個數(shù)據(jù)之和(每采集一個新的點,就得到一個新的和)。然后對每一次求得的和作平滑處理,求這1000個點的平均值作為直流分量,平滑處理的目的是為了使得到的數(shù)據(jù)更加穩(wěn)定,不會因為偶爾的誤差或者波動出現(xiàn)顯示的跳變。對經(jīng)過平滑處理的和除以1000求得的平均值才認(rèn)為就是軟件濾波得到的直流分量。
4 試驗結(jié)果及結(jié)論
試驗所用傳感器的內(nèi)徑為50mm,采用標(biāo)準(zhǔn)計量罐進(jìn)行標(biāo)定。低頻矩形波勵磁、三值低頻矩形波勵磁和三值的勵磁頻率均為6Hz,勵磁電壓最大幅值為±8V。
由于儀表的零點穩(wěn)定性主要反應(yīng)于小流速(一般在0.25m/s以下)的測量準(zhǔn)確度,因此主要集中在此流速段進(jìn)行了試驗。從試驗結(jié)果可以表明三值與低頻矩形波勵磁方式相比,在相同的標(biāo)定流速下的相對誤差更小,而且在接近零流速的試驗點(標(biāo)定流速為0.079m/s),三值下的測量相對誤差為-4.8%,小于低頻矩形波勵磁方式下的-6.9%,說明了提出的三值梯形波勵磁方式在提高零點穩(wěn)定性方面效果明顯。
5 結(jié)束語
本系統(tǒng)通過軟硬件協(xié)同設(shè)計,實現(xiàn)了用戶通過鍵盤設(shè)置改變勵磁頻率、梯形波斜坡斜度和高低零值勵磁段時間比。在流速變化小,測量準(zhǔn)確度要求高的情況下選用較低的勵磁頻率,以保證更好的零點穩(wěn)定性和測量準(zhǔn)確度,在流速變化大,測量實時性要求高的情況下選用較高的勵磁頻率,以保證電磁的響應(yīng)速度。相比現(xiàn)有電磁單一勵磁頻率難以滿足不同測量要求方面取得了一定的突破。因而具有較高的推廣價值和經(jīng)濟(jì)效益。
本文作者創(chuàng)新點:提出了三值梯形波勵磁方式下的的信號處理方法。

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