一種單片機實現智能流量計的設計

摘 要：文中對智能流量計進行了電源電路、看門狗電路和顯示電路等方面的設計，最后給出了通訊接口額設計、

關鍵詞：智能流量計；電源電路；看門狗電路

中圖分類號：TM934.2 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2013） 14-0000-01

微型計算機主要包括單片機和嵌入式系統，由于微型計算機發展神速已經將傳統的計算機淘汰，已經創造出全智能的儀表。現在生產廠家都已經向著新創造智能儀表發展，由于微型計算機的誕生并被不斷的改進，使得微型計算機不斷趨向儀器儀表微機化和智能化。MCU本身具有體積小、功耗低、價格便宜等優點，用它們開發各類智能產品更具有周期短、成本低等優點，因此在計算機和儀表一體化設計中有著更大的優越性和潛力。流量儀是在線測量管道內流體流量的測量儀表，在電力、石油、化工、冶金等行業有著普遍的應用，需然講微型計算機不斷推向智能化，但是電池跟不上微型計算機的提升速度，用戶都需要借助電源線或信號電纜才能讓其盡量保持正常工作。這樣給用戶帶來很多麻煩。通過技術不斷的發展不斷的改進終于研究出MSP430智能流量儀。MSP430智能流量儀借口都隨便借（擁有多選擇的借口），之前的流量儀在給電池供電和傳輸數據的時候都需要借助電纜來維持，但使用MSP430智能流量儀就不再需要這么麻煩了，MSP430智能流量儀已經為用戶直接連上了。當我們在比較惡略的環境中也不怕攜帶不方便，應為儀表還可以鏈接到外部電源上的。如果用戶還想使其更加智能化更多功能，還可以跟其他設備結合來提升。

一、硬件設計

（一）硬件設計概述

要使得系統的硬件發揮出良好的功能效果，考慮的范圍包括規模、速度、控制、復雜性、精確度、使用指標等。在設計過程中要避免各方面對系統的干擾，在零件、布局、組裝等方面都應注意。從它的系統規模和它的可靠性的角度來看，這個智能流量儀的系統主要是單片機系統。系統硬件組成主要有：壓力傳感器、壓差傳感器、絕對壓力傳感器、16位單片機MSP430F149、RS232串口通信、電源、LED顯示器、鍵盤輸入電路等。要讓鏈接的線路標準化，那么設計電路的時候主要以典型的線路為主。線路標準化話的同時一定要保證各部分的性能兼容。但要使得儀表能長期正常工作就要注意以下的注意事項，要讓其有一點的抗干擾的能力，我們的對應抗干擾措施在圖1能清楚地告訴我們。1.去耦濾波，2.讓線路走的更加合適，3.對線路的布局，4.通道隔離，這是一般能解決的。

（二）16位單片機MSP430F149

這次研究的課題是研制開發的基于MSP430單片機的智能流量儀采用美國TI公司的超低功耗16位單片機MSP430F149作為系統芯片。在研究出MSP430F149單片機的系統并不是一個難事，但是滿足系統設計要求的同時成本卻大大的降低了，也使得測量的精確度提高了不小。我們下面列出MSP430F149單片機比之前研究的單片機有什么明顯的進步。1.存儲器模塊是現在市面上所有的存儲器的耗電量都要低。2.MSP430F149單片機的處理器不僅僅成本大大降低而且還減小的線路板的需要空間。3.不管在系統的設計方面還是調試階段還是到最后的應用中都有著明顯的提升。

（三）電源電路

作為集成電路元件的三端穩壓器，內部由一些三極管和電阻等構成，在電路中大家好自然地就認為三端穩壓器是一個自動調節的元件。當電流變大的時候三端穩壓器是怎樣去把他調節的呢？當電流變小時三端穩壓器又是怎樣進行調節的呢？我們來理解一下電流跟三端穩壓器的電阻的關系。當電流大時電阻就變小，當電流變小時電阻就會變大，使得電壓保持穩定。之所以要選擇7805是因為我需要的電壓是5V。知道短路保護是怎樣嗎？就是在幾秒鐘以內發生短路時三端穩壓器一般情況下是不會燒壞的，短路時間長了散熱來不及，所以就比較危險。之所以我們在三端穩壓器后接的電阻就是有特發時間來處理的。

（四）顯示電路

圖2中的電路顯示主要是以LED形式來顯示，LED顯示方式既不影響系統的顯示效果，也不是使得制造系統的成本增加。

二、通訊接口

通訊接口：SP3220芯片.SP3220芯片介紹：SP3220是一款低功耗的RS232驅動芯片，該芯片有以下特性。

（1）寬電壓供電，供電電壓為：3.3V—5.0V。

（2）上傳速率可達235Kbps。

（3）低功耗的電流為1uA。

（4）增強性ESD規范。

參考文獻：

[1]王慧勇，張素玲.控制燃氣輸差的實戰解析[J].城市燃氣，2012（10）：36-39.

[2]林建華.基于AT89S52單片機的智能溫控電風扇[J].湖北廣播電視大學學報，2013（02）：157-158.