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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。

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