基于MSP430F147的智能金属浮子流量计设计

    MSP430F147单片机是TI推出的一种具有超低功耗的16位Flash单片机，特别适合应用在对功耗敏感的场所。MSP430F147共有五种低功耗模式，即f氏功耗模式0(LPM0)一低功耗模式4(LPM4)。利用MSP430FIX系列单片机，可以简便快捷地构建一个低电压平台，通过各功能模块的智能运行管理和MCU功耗模式相结合，可以解决运行速度与低功耗设计之间的矛盾，将各功能模块的电流消耗降至最低状态。MSP430FIX系列采用Flash芯片做为存储器，具备在系统编程能力，提高了开发速度和成本。MSP430F147它有一个硬件乘法器、6个1/0端口，一个精确的模拟比较器，2个具有捕捉/比较寄存器的定时器，片内看门狗定时器，2个串行通信接口和32KB十256字节的FLASHROM，IKBRAM，8个外部通道的12位高性能A/D转换器利用芯片内置的自动扫描功能，A/D转换器可以不需中央处理器的协助而独立工作。概括来说，MSP430FIX系列单片机具有超低功耗、强大的处理能力、丰富的片上外围模块方便高效的开发方式、多种存储器形式的特点。

1智能流量计设计

1.1设计目标

    采用MSP43oF147单片机设计一种低功耗的智能流量计，解决金属浮子流量计的非线性化问题，并具备现场显示流量、输出4一20mA远传信号的功能。

1.2设计方案

    通过在与金属浮子(磁钢)运动方向垂直的平面上放置线形霍尔片，将余属浮子的位移量转换成电信号，经放大后送MsP430FI47采样并进行均值滤波，再通过查表完成线形化修正，再以修正后的值为索引查找流量值表得到对应的流量值并送LCD显示。系统流程如图1所示。

1.3硬件电路设计

1.3.1电源电路(图2)

    采用24V一10V直流电对电路板供电，电源正极接二极管DlIN4148，防止电压反接时对电路板的损害。电路中需要SV电压VCC对运算放大器、三极管等模拟器件供电。MSP430工作电压VDD设定为3.3V。考虑到电路板的静态功耗需要在4mA以下，而MSP430工作电流需要600µA，液晶显示工作电流大约为1.2mA，霍尔片需要lmA电流激励，所以电源部分的芯片需要选用低功耗的。这里选用的是LM10C和LP2981一3.3。LM10C由一个200mv的基准和一个独立的高性能运放器组成。

    电阻R1与R11形成同相比例放大电路，将基准电压200mV放大(1+48/2)二25倍，则管脚6独立运放的输出端的输出电压为200mVx25=5V，即在管脚6独立运放的输出端输出电压5V电压VCC。

    LP2981是低功耗的电压调整芯片，具有I00mA的电流负载能力。输出电压有2一5V可选。这里选用的是LP2981一3.3v，可将输入直流电压调整到3.3V。5V电压经过LP2981一3.3V调整后形成3.3V电压VDD对MSP430供电。

1.3.2霍尔元件电路(图3)