双msp430单片机结构数字涡街流量计

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1、双MSP430单片机结构数字涡街流量计2008年12月20日题目双MSP430单片机结构数字涡街流量计指导教师马老师职称讲师主要研究方向单片机原理理论选题的主要目的和意义：涡街流量计因其介质适应性强，无可动部件，结构简单、使用寿命长等诸多优点，在许多行业得到了广泛的应用。而在低流速下，涡街测量就凸显出了它的不足，涡街信号的信噪比很低，有用信号几乎被噪声淹没。普通的涡街流量计采用模拟信号处理方法，在正常流量范围内，涡街流量信号稳定、测量准确、实时性好；鉴于上述模拟涡街流量计具有的优势以及存在的不足，课题的目的是数字信号处理方法FFT应用于涡街流量仪表当中，采用双MSP430

2、单片机的结构进行脉冲计频和FFT计算，并且实时进行脉冲输出及电流输出。使其具有测量下限低，抗干扰能力强，实时数字信号处理等特点。国内外研究现状和发展趋势：涡街流量计是最年轻的一类流量计,但发展迅速,目前已成为通用的一类流量计。但是涡街流量计主要存在着两个关键性问题：第一，易受噪声干扰。第二，难以准确测量低流速流量。流量计伴随着现代工业的发展有必要逐步完善其性能,而技术的进步也让流量计的完善成为可能。流量计的发展将向提高流量计的可靠性,提高流量计对介质适应性、对环境的适应性等方面发展。同时随着新的信号处理技术及新的信号传输技术的应用,流量计将向高度智能化方向发展。注：本表由

3、拟担任毕业论文（设计）指导任务的教师填写。教学单位存档。2008年12月16日涡街流量计因其介质适应性强，无可动部件，结构简单、使用寿命长等诸多优点，在许多行业得到了广泛的应用。而在低流速下，涡街测量就凸显出了它的不足，涡街信号的信噪比很低，有用信号几乎被噪声淹没。普通的涡街流量计采用模拟信号处理方法，在正常流量范围内，涡街流量信号稳定、测量准确、实时性好；而在小流量下，涡街有用信号微弱、提取困难，导致实际测量下限比较高。鉴于上述模拟涡街流量计具有的优势以及存在的不足，课题的目的是数字信号处理方法FFT应用于涡街流量仪表当中，采用双MSP430单片机的结构进行脉冲计频和F

4、FT计算，并且实时进行脉冲输出及电流输出。使其具有测量下限低，抗干扰能力强，实时数字信号处理等特点。二、本选题在国内外的研究现状和发展趋势涡街流量计是最年轻的一类流量计,但发展迅速,目前已成为通用的一类流量计。但是涡街流量计主要存在着两个关键性问题：第一，易受噪声干扰。第二，难以准确测量低流速流量。随着数字信号处理技术的飞速发展及广泛应用，使得复杂的信号处理算法得以在硬件上实现。已研究的DSP与MSP430单片机相结合的数字涡街信号处理系统，在很大程度上降低了流量测量下限以及提高了抗干扰能力。流量计伴随着现代工业的发展有必要逐步完善其性能,而技术的进步也让流量计的完善成为

5、可能。流量计的发展将向提高流量计的可靠性,提高流量计对介质适应性、对环境的适应性等方面发展。同时随着新的信号处理技术及新的信号传输技术的应用,流量计将向高度智能化方向发展。三、课题设计方案[主要说明：研究（设计）的基本内容、观点及拟采取的研究途径和方法。]从抗干扰和降低功耗两个角度考虑，本课题设计了数字涡街流量计的硬件电路，采用了以MSP430F149单片机和MSP430F1611单片机为核心的双CPU硬件结构。本课题设计的双MSP430单片机数字涡街流量计采用了普通模拟涡街流量计的前置放大电路；上述的前置处理电路产生的两种信号分别送到两个单片机中，其中幅值为3.3V的脉

6、冲信号送入MSP430F149中，幅值为3.3V的正弦信号送入MSP430F1611中。当流量处于正常流速状态时，由MSP430F149利用其I/O端口的外部中断功能，对前置放大电路输出的方波信号进行计频，从而得出当前频率值；当流量处于低流速状态时，对前置放大电路中低通滤波器输出的叠加了许多干扰的正弦信号进行A/D采样，再利用MSP430F1611对A/D采样的结果进行频谱分析，从而得出此时涡街信号的频率。最后，在整个流量范围内，将得出的频率值以脉冲输出的方式从MSP430F149的端口输出同时以模拟电压值的形式从MSP430F1611的端口输出然后通过AM402芯片转换

7、为4～20mA电流输出。目录摘要11引言11.1涡街流量计概述11.2涡街流量计的主要问题11.3课题研究目的及意义22双MSP430单片机结构数字涡街流量计的总体方案设计22.1涡街流量计的工作原理22.2涡街信号的组成42.3双MSP430单片机结构数字涡街流量计的设计方案52.4双MSP430单片机结构数字涡街流量计的FFT频率计算方法73双MSP430单片机结构数字涡街流量计的硬件设计93.1整体硬件电路设计方案93.2前置放大电路的设计93.3单片机计算及输出电路的设计163.4电源电压转换电路设计193.5双MSP