基于msp430单片机的海浪水压场自动测量系统

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第l8卷第1期海军工程大学学报Vo1．18NO．12006年2月JOURNALOFNAVALUNlVERS]TYOFENGINEERINGFeb．2006文章编号：1009—3486(2006)0l一0027—04基于MSP430单片机的海浪水压场自动测量系统孙长国，龚沈光，任德奎(海军工程大学兵器工程系，湖北武汉430033)摘要：提出了基于MSP430单片机的水压场自动测量系统的设计方案和实现方法；并进行了实际测量．解决了自动测量系统中的低噪声、低功耗

2、、高分辨率、大容量存储等关键技术．实验结果表明，该系统具有自动运行、电池供电、记录时问长等特点，适用于高海况条件下的海浪水压场的测量．关键词：SCM；测量；海浪；水压场；低功耗中图分类号：TP216文献标识码：AAuto。measuringsystembasedonMSP430MCUforoceanwavepressurefieldSUNChang-guo，GONGShen-guang，RENDe-kui(Dept．ofWeaponryEngineering，NavalUniv．ofEngineerin

3、g，Wuhan430033，China)Abstract：ThedesignschemeandrealizationmethodareputforwardbasedonMSP430F133MCUformeasureofoceanwavepressurefieldandarealsotestedinpractice．Somekeytechniquesforlownoise，lowpower，highresolutionandmassstoragecanbesolvedinthesystem．Theexpe

4、rimentalre—sultsshowthatthesystemhascharacteristicsofautorunning，batterypowered，alongtimereeor-ding，etc．Sotheschemeisfitforthemeasureofoceanwavepressurefield．Keywords：SCM；measure；oceanwave；hydraulicpressurefield；lowpower水雷水压引信是利用舰船水压场进行工作的，由于舰船水压场的能量大，难以

5、模拟，目前还没有投入实际应用的水压扫雷具，因此水压引信具有很强的抗扫能力．但是，另一方面，海浪压力变化直接作用在水压接收器上，对水压引信造成严重干扰．3、4级海浪在海底产生的压力信号就大于多数目标舰船的信号，而且其信号频带与目标舰船信号频带互相重叠口]．实践表明，只有获得海浪水压场的实测数据，并通过现代信号处理抑制海浪干扰，才能有效提高水压引信的抗海浪干扰能力，因此研究海浪水压场的意义重大．以往的海浪水压场数据的获取一般仅限于实验室模拟或低海况条件下的测量．然而，在高海况条件下对海浪水压场测量系统要求较

6、高，需要解决系统低噪声、低功耗、智能自动运行、大容量存储等关键技术口]，本设计采用MSP430系列单片机结合中断程序设计方法达到了预期的效果．1系统组成及关键技术基于MSP430单片机的水压场测量系统主要由压力传感器、信号调理电路、微处理器控制电路、闪存及辅助通讯电路等组成．系统原理图如图l所示．收稿日期：2005-09-04；修订日期：2005-10-20基金项目：中国船舶重工集团基金资助项目(J44．5．10)作者简介：孙长国(1978一)，男，博士生．维普资讯http://www.cqvip.co

7、m海军工程大学学报第l8卷图1海浪水压场测量系统原理图1．1压力传感器本文试验所使用的压力传感器是PS10000智能压力传感器，该传感器将压力信号转变为电信号的电路集成在内部，简化了转换电路的设计．该传感器的参数如下．供电电压：1o～32V；标准电信号输出：4---．20mA；输出电阻：小于5Q；测量压力范围0~200kPa．1_2信号调理电路设计信号调理电路的主要功能是对压力传感器输出的信号进行阻抗匹配、低通滤波、静压力补偿及放大等．兼顾系统低噪声和低功耗的要求，放大器选用OP97．该器件是模拟仪器公

8、司生产的低功耗、高精度运算放大器，其噪声电压密度为17nV／~／、最大供电电流600A、共模抑制比114dB，是替代工业产品OP07的理性选择．经过低通滤波后的压力信号主要由2部分组成：①海水深度产生的压力；②海浪在海底产生的压力．对于水深产生的压力即静压力，其量值很大，是海浪压力的数十倍．然而，我们需要的是海浪压力信号，因为静压力的存在会使测试系统动态范围明显下降．因此，必须实施静压补偿．静压补偿一般采用深度自动补偿技术其主要优点是可以获