【正文】 表接收到了 8 位的數(shù)據(jù) 。把 8 位 的無(wú)符號(hào)整形 賦值給 16 位 無(wú)符號(hào)整形 ，就是把 8 位 的 數(shù)據(jù)寫(xiě)入 16 位數(shù)據(jù)的低八位。這里 Timer_A 被 用 來(lái)產(chǎn)生精確定時(shí)， 構(gòu)造一個(gè)精確的波特率發(fā)生器 ，為串行通訊提供一個(gè)良好的時(shí)間基準(zhǔn)。 SIFPSMV = (unsigned int) amp。 for (i=0。 //傳感器 2 激勵(lì)， 1 x SIFCLK SIFTSM6 = 0x0425。在時(shí)間狀態(tài)機(jī) （ SIFTSMx） 的控制下， SCAN IF 模塊 可以 執(zhí)行如激勵(lì) 、 延時(shí) 、 打開(kāi)DAC、 比較器 、 測(cè)量 、 結(jié)束等操作。 void MSP430_Init(void) { System_Init()。在主程序中， 首先應(yīng)該 對(duì) 單片機(jī) 進(jìn)行初始化 ，并把所需要的模塊 也 進(jìn)行初始化。 在執(zhí)行完中斷后，退出中斷時(shí) 立刻進(jìn)入低功耗模式。另外過(guò)高或過(guò)低的溫度XXXXXXXX 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 更會(huì)加劇 電流的不穩(wěn)定。 數(shù)據(jù)手冊(cè)上 給出的 最低功耗通常是在 單片機(jī)處于低功耗模式，其他的外設(shè)全部關(guān)閉時(shí)的功耗 。 通常 單片機(jī)會(huì)有三個(gè)參數(shù)，分別是運(yùn)行模式功耗 、 空閑模式功耗和掉電模式功耗。 XXXXXXXX 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 圖 電機(jī)電流比較原理圖 下圖是實(shí)測(cè)的電機(jī)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)到電機(jī) 堵 轉(zhuǎn)的 電流檢測(cè)圖 。 當(dāng) K1 等于 1， K2 等于 0 時(shí) ， Q7 截止， Q8 導(dǎo)通，所以 Q12 和 Q3 導(dǎo)通 ，電流方向?yàn)?J11 到 J12；當(dāng) K1 等于 0， K2 等于 1 時(shí)， Q7 導(dǎo)XXXXXXXX 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 通， Q8 截止，所以 Q11 和 Q2 導(dǎo)通， 電流方向?yàn)?J12 到 J11，當(dāng) K1K2 都等于 0 時(shí)，則 沒(méi)有電流。 下圖 為 MSP430FW42x 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。介紹了自校準(zhǔn)的相關(guān)知識(shí)及邏輯。 XXXXXXXX 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 給一個(gè)較大的參考電壓延時(shí)一段時(shí)間減小參考電壓輸出是否是 1否記錄最大值U p p e r D A C 1是給一個(gè)較小的參考電壓延時(shí)一段時(shí)間增大參考電壓輸出是否是 0否記錄最小值L o w e r D A C 1是U p p e r D A C 1 L o w e r D A C 1 設(shè)定范圍處理數(shù)據(jù)是 圖 自校準(zhǔn)程序流程圖 總體設(shè)計(jì)思路 以 MSP430FW427 作為主控設(shè)備 。 2. 延時(shí)一段時(shí)間后，減小 SIFDAC 的值，再次檢測(cè)，直到 SIFOUT 等于 1，否則執(zhí)行步驟 2。 SIFPSMV 指針 通過(guò)地址來(lái)指向下一個(gè)成員 。以此類推。 圖 波形檢測(cè)原理圖 MSP430 單片機(jī)中的 SCAN IF 模塊 能夠在低功耗下自動(dòng)檢測(cè) 振蕩信號(hào)的振幅或者包絡(luò)線 ， 它由模擬前端 (AFE)、信號(hào)處理狀態(tài)機(jī) (PSM)、定時(shí)狀態(tài)機(jī) (TSM)3 部分XXXXXXXX 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 組成 。 ： 這時(shí) LC 振蕩電路開(kāi)始振蕩 ，產(chǎn)生衰減的正弦波。我們可以得到 4 種情況： 00， 01， 10， 11。 低功耗設(shè)計(jì)：需要最大限度的做到低功耗，可以做到一節(jié)鋰電池使用 6 年。 SCAN IF 內(nèi)部 比較器參考電壓的設(shè)置： 在確定電感處在金屬區(qū)還是非金屬區(qū)時(shí)，主要是檢測(cè)經(jīng)延時(shí)后，衰減波形的包絡(luò)線是在參考電壓上，還是參考電壓下。 美國(guó) 德州儀器（ TI， TEXAS INSTRUMENT）公司的 MSP430FW42x 系列單片機(jī)，片上集成了一個(gè) SCAN 接口， 96 段 LCD 驅(qū)動(dòng)器，48 個(gè) IO 口，一個(gè)比較器， 2 個(gè) 16 位定時(shí)器， 32K ROM， 1K RAM。智能水表的類型多種多樣。不僅如此 ， 此 類水表的 標(biāo)準(zhǔn)化和 計(jì)量管理 也需要提高 。優(yōu)點(diǎn)：售價(jià)便宜，不需要供電，缺點(diǎn)：計(jì)量不準(zhǔn)確，磨損較嚴(yán)重，壽命不長(zhǎng)，無(wú)法遠(yuǎn)程集抄等。 關(guān)鍵詞： 無(wú)磁水表 ； MSP430； 低功耗 ； 中圖分類號(hào) ： TP273 XXXXXXXX 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 De s ig n o f No nma g ne tic Wa te r Me te r MCU s ys te m Ba s e o n Lo w Po we r Co ns umptio n MS P4 3 0 Abstract： Designed with low power MSP430 core of nonmagic water meter system. In MSP430FW427 main controller, through the internal integration of SCAN IF module for water flow were counted using a timer with capturepare function analog serial data transceiver. A detailed analysis of the principles of nonmagic sensors to measure flow LC oscillator circuit, a detailed analysis of the preparation principle SCAN IF mod ule PSM state machine and the state table, analyzed the SCAN IF module reference voltage selfcalibration process, focusing on the use of MSP430FW427 lowpower singlechip design, hardware and system software and hardware design, including the relevant part of the master chip selection, LC oscillator circuit design, LCD design hardware design, design motor drive circuit, a current parison circuits, E2PROM circuit design. Software includes the main program design, design initialization procedure, SCAN IF module, software simulation serial PC munication, LCD, motor control, E2PROM memory. The experimental results and design deficiencies were analyzed. Keywords: Nonmagic Water Meter。 本論文是在我的導(dǎo)師 XX 老師的悉心指導(dǎo)下完成的，感謝 XX 老師能在百忙之中給予我悉心的指導(dǎo)。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本學(xué)位論文的研究成果不包含他人享有著作權(quán)的內(nèi)容。 XXX 20xx 年 5 月XXXXXXXX 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 基于低功耗 ms p430 無(wú)磁水表單片系統(tǒng)開(kāi)發(fā) 摘要 ： 設(shè)計(jì)了 以 MSP430為 核心的低功耗無(wú)磁水表系統(tǒng) 。我國(guó) 的 水表行業(yè)從 1930 年 開(kāi)始起步，但是發(fā)展緩慢 。 電子水表：是指流量 檢測(cè)不使 用機(jī)械原理進(jìn)行計(jì)數(shù) 的水表。在我國(guó) 一般使用人工入戶的方式完成能耗表的抄寫(xiě)，數(shù)據(jù)由相關(guān) 部門(mén)統(tǒng)計(jì) 管理 。從供電方式 分類 有：電池供電，市電供電等。 隨著城市化發(fā)展的進(jìn)程，智能化設(shè)備也越來(lái)越被重視，越來(lái)越多的新建筑選擇智能水表，而且“一戶一表”的需求量巨大，這也迎來(lái)了智能水表發(fā)展的春天。 遠(yuǎn)程抄表及控制：如何進(jìn)行上位機(jī)和下位機(jī)的通訊，在 預(yù)防錯(cuò)誤幀產(chǎn)生的前提下進(jìn)行正確的接收和解碼，并根據(jù)命令進(jìn)行操作。衰減的快慢與許多因素有關(guān) 。 對(duì)應(yīng)這個(gè)位置轉(zhuǎn)換圖 能 知道 轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)動(dòng) 的 方向，從 變換 快慢可以知道 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的 快慢 ，此處我們需要的是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)，從圈數(shù)我們可以得到用水量 。 ：由 當(dāng)前 傳感器的位置和上一次檢測(cè)時(shí)傳感器的位置，可以 知道轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的方向和圈數(shù) 。然后根據(jù)表中的 Q1 和 Q2 的值，和 SIFCTL 的設(shè)置來(lái)修改SIFCNT 的值。 使用 兩個(gè) LC 傳感器最少 需要 編一張 16 個(gè)成員的表。 參考電壓 自校準(zhǔn)流程 參考電壓 自校準(zhǔn)也就是通過(guò)程序自動(dòng)尋找到合適的參考電壓，是 SCAN IF 編程中最重要的一部分。 5. 檢測(cè) UpperDAC1LowerDAC1 大于設(shè)定范圍時(shí)，跳出循環(huán)，否則再?gòu)牟襟E 1 開(kāi)始 。 Timer_3 等待中斷產(chǎn)生，當(dāng)產(chǎn)生中斷時(shí)，作為串口接收數(shù)據(jù)， 處理數(shù)據(jù) 。 主控芯片的選型 MSP430 系列單片機(jī)是 TI 公司 1996 年 推出的 一種 16 位 低功耗 單片機(jī)， 具有精簡(jiǎn)指令集（ RISC）的混合信號(hào)處理器（ Mixed Signal Processor）。單片機(jī)的 SIFCOM,SIFCH0,SIFCH1 對(duì)應(yīng)連接圖中 SIFCOM,SIFCH0,SIFCH1。 圖 電機(jī) H 橋驅(qū)動(dòng)電路原理圖 電流比較電路設(shè)計(jì) 當(dāng)開(kāi)始執(zhí)行開(kāi)關(guān)閥 門(mén)動(dòng)作 時(shí)，打開(kāi)比較器和 VREF， 圖中 CA0 和 CA1 連接在比較器兩端。 圖 電機(jī) 電流 檢測(cè)波形圖 E2PROM 電路設(shè)計(jì) 圖中 WP 標(biāo)號(hào) 是單片機(jī)的一個(gè) IO 口，連接在 E2PROM 的 VCC 引腳 上 ， 可以通過(guò)控制 IO 口的高低電平來(lái)控制 E2PROM 的電源開(kāi)關(guān)，當(dāng)我們不使用 E2PROM 時(shí)，WP 拉低，這時(shí)該模塊的功耗為 0，可以降低功耗。 2. 單片機(jī)的 工作電壓越低，單片機(jī)的功耗越 低 。 對(duì) 于沒(méi)有使用的 GPIO 應(yīng)進(jìn)行如下處理 ： 把沒(méi)有使用的 GPIO 設(shè)置為輸出 模式 ，根據(jù)外部電路決定拉低拉高 。 5. 根據(jù)單片機(jī)的需要選擇合適的 低功耗模式 。主要介紹了主控芯片的選型， LC 振蕩電路 設(shè)計(jì)，液晶顯示電路，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，電流比較電路， E2PROM電路 設(shè)計(jì)。 否開(kāi)始初始化低功耗模式LP M 3中斷 ？S C A N I F中斷T i m e r _ A3 中斷是接收數(shù)據(jù)處理命令是流量檢測(cè)是 圖 主函數(shù)程序流程圖 初始化程序設(shè)計(jì) 程序設(shè)計(jì)中，必須對(duì) 單片機(jī) 的運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行初始化 處理 。 //SCAN IF 模塊初始化 endif … … ifdef BASICTIMER_H_ BT_Init()。 //空閑狀態(tài)， 18 x SIFCLK SIFTSM1 = 0x002c。 //輸出， 5 x SIFCLK SIFTSM9 = 0x0220。 //延時(shí)一段時(shí)間使 SIFCOM 端加載 VCC/2 電壓穩(wěn)定 SIFCTL3 = 0x4500。 //使能 SCAN IF 模塊 或 ： SIFCTL1 = SIFEN | SIFIE3 | SIFIE4?？臻e狀態(tài)線上是高電平，下降沿 表示 接收到 起始 信號(hào) ，緊跟著 8 位數(shù)據(jù)位，可選擇的校驗(yàn)位和停止位，然后又進(jìn)入空閑狀態(tài)。 // RXTXData 左移一位，最低位為 0 當(dāng)我們發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，我們從最低位開(kāi)始，第一個(gè)發(fā)送的位是我們后來(lái) 移位出來(lái)的 0，也就是起始位，然后跟著的是 8 個(gè)數(shù)據(jù)位，最后一位 寫(xiě) 1，也就是結(jié)束位 。波特率 指的 是數(shù)字信號(hào)的傳輸速率 。下一次觸發(fā)中斷時(shí)是處在數(shù)據(jù)的邊緣位置，此時(shí)很有可能發(fā)生誤讀，所以我們應(yīng)該在一位數(shù)據(jù)的中間位置采樣高低電平，在起始位完后，給TACCRx 加載發(fā)送半位需要的時(shí)間，發(fā)送一位是 個(gè)機(jī)器周期，半位為 個(gè)機(jī)器周期， 約等于 6。根據(jù)這 5 個(gè)事件，配合上上位機(jī)的界面完成了上位機(jī)應(yīng)用程序的制作。 當(dāng)電機(jī) 轉(zhuǎn)動(dòng)到極限位置 堵轉(zhuǎn)時(shí)， 會(huì)產(chǎn)生很大的電流，通過(guò)電流比較電路，觸發(fā)比較器中斷，在中斷中使電機(jī) 停止轉(zhuǎn)動(dòng)，防止燒壞電機(jī)。 XXXXXXXX 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 XXXXXXXX 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 5 實(shí)驗(yàn)分析 結(jié)果 SCAN IF 測(cè)試 使用下圖設(shè)定 1 的代碼， SCAN IF 模塊大約 4μ A 的功耗。 XXXXXXXX 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 39 6 本文總結(jié) 本文廣泛的查閱了國(guó)內(nèi)外的相關(guān)手冊(cè)，官方資料，期刊，文獻(xiàn)等。 該系列單片機(jī)的 內(nèi)部 集成了 LCD 模塊，最高支持 96 段顯示。傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，開(kāi)關(guān)電機(jī)時(shí)，讀寫(xiě) E2PROM 時(shí)功耗相對(duì)來(lái)說(shuō) 大 很多，會(huì)達(dá)到毫安級(jí)，但是這類操作相對(duì)較少