基于MSP430单片机的超低功耗数据采集器设计

基于MSP430单片机的超低功耗数据采集器设计

5自动化仪表6第26卷第4期 2005年4月

基于MSP430单片机的超低功耗数据采集器设计

TheDesignofUltra-lowPowerConsumptiveDataCollectorBasedonMSP430SingleChipComputer

刘立群 孙志毅 金坤善

(太原重型机械学院,太原 030024)

摘 要 介绍一种以MSP430系列单片机为核心的数据采集器,以零功耗磁敏传感器作为采集前端,适用于远传抄表系统的数据采集。具体阐述仪器的工作原理、主要特点、硬件电路设计和软件设计。关键词 远传抄表系统 传感器 单片机

Abstract AdatacollectorwithMSP430singlechipcomputeraskernelisintroduced.Thezeropowerconsumptivemagneticsensingtransducerisusedforthefron-tendofthedatacollection.Itissuitabletobeusedwithforteletransmissivemeterreadingsystem.Theoperationalprinciple,mainfeatures,thedesignofhardwarecircuit,thedesignofsoftwareprogramareexpoundedindetail.Keywords Teletransmissivemeterreadingsystem Transducer Singlechipcomputer

0 引言

近年来,智能小区这一概念逐渐进入人们的视野,而自动抄表系统是智能小区的重要功能之一。在水、电、气管理方面,采用自动抄表技术不仅能节约人力资源,更重要的是可提高抄表的准确性,减少因估计或誊写而造成的帐单出错现象,使水、电、气管理部门能及时准确获得数据信息,用户也不再需要与抄表者预约上门抄表时间,还能迅速查询帐单,所以这种技术越来越受到用户欢迎。

本文针对目前市场上自动抄表系统价格不菲的现状,设计出一种由零功耗磁敏传感器产生脉冲信号、利用MSP430系列超低功耗单片机的捕获功能捕获信号的数据采集器。该采集器价格相对低廉,性能可靠,适用于水、煤气、电表的远传。

储区地址2单元中的数据就是煤气表基表的数据。

2 主要特点

¹采用零功耗磁敏传感器作为采集前端,工作时无须使用外加电源,且无触点、耐腐蚀、防水,寿命很长。

º采用MSP430系列单片机中的MSP430F449作为数据处理芯片,性能优良,价格低廉。

»采集电路功耗很低,可采用2节1R20@115V铁壳电池或CR123A@3V锂电池供电,电池寿命正常情况下在2年以上。

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3 数据采集器的软硬件设计

3.1 单片机选型

TI公司的MSP430系列是一个超低功耗类型的单片机,特别适合于电池应用的场合或手持设备。该单片机在118V~316V电压、1MHz的时钟条件下,耗电电流在011~400LA之间;含有P0~P67个I/O口、2个定时器(TimerA、TimerB)、1个看门狗,内部集成2K的ROM和60K的RAM,可十万次重复编程;MSP430系列单片机均为工业级的产品,运行环境温度为-40e~+85e;而MSP430系列单片机一般单价只有几十元。由此可以看出,MSP430系列单片机的性价比不错,完全能够满足系统开发的需要。3.2 传感器选型

在远传抄表系统中,有多种传感器可供选用,常用的有光电传感器和霍尔传感器。但光电式传感器和霍尔传感器工作时都需要供电,电流一般为毫安级,这将导致供

1 工作原理

该数据采集器通过对传统电表、水表、气表的改进使其成为远传表。以普通的煤气表为例,选择在基表最后一级齿轮处加一磁铁(不算显示部分的逐级传递齿轮)。该级齿轮每转一圈都要拨动显示部分的逐级传递齿轮8次,每拨一次是01001m,所以每转一圈共计01008m3的煤气。也就是最后一级齿轮每转125圈即拨动显示部分的逐级传递齿轮1000次,煤气表的显示部分的计数为1m。当小磁铁经过零功耗磁敏传感器表面时产生脉冲信号,利用MSP430单片机的捕获功能捕获到信号,引起中断,数据存储区地址1单元自加1,若加到125,地址2单元自加1,地址1单元清零。存

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Vol.4April

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