MSP430F449在超低功耗高精度转达液位仪中的应用
MSP430系列是TI公司的超低功耗单片机系列产品。这个系列的MCU具有极低的功耗,丰富的片内外设,强大的处理能力,稳定的工作状态,非常适用于要求低功耗、高性能的嵌入式智能系统中。介绍了MSP430F449在低功耗、高精度智能雷达液位仪中的应用,保证了系统达到较高的性能指标。
MSP430F449雷达液位仪直接数字频率合成HART协议单片机技术已经渗透到人业生活的各个方面,广泛应用于家用电器、通信、工业控制待仿真度。随着电子技术的发展,单片机也呈现出高集成度、低功耗、基于闪存的可编程技术和将复杂模块集成到内部等发展趋势。
TI公司的MSP430系列单片机就顺应了这些发展趋势。它的低功耗特点使之特点适用于电池供电设备或手持设备中。该系列单处机还将大量的外围模块整合到片内,所以也适合构成较完整的片上系统。其丰富的型号给设计者选择带来了很大的灵活性。MSP430系列采用16位精简指令架构,有大量工作寄存器和数据存储器(MSP430F449含有最多的2KB的RAM),可以说,
MSP430系列单片机凭借这些杰出的性能特点,已成为众多单片机中耀眼的新星。雷达液位仪是雷达技术应用于民用领域的典型例子,它用于石油工业等行业里高压储罐的液位测量中。国外公司开发的产品价格昂贵,而国内的相关研究结果还不能令人满意。所以研制高性能、智能化的雷达液位仪,对我国石油工业液位测量仪器的更新具有重要意义。
SMP430F449工作模式与耗电电流工作模式AMLPM0LPM2LMP3LMP4供电电流/μA42055271.60.1可见工作模式供电电流典型值低达420μA,低功耗,低功耗模式电流更是显著降低,最低为0.1μA。在低功耗模式下,CPU可以被中断唤醒,响应时间小于6μs。
MSP430F449对系统工作时序的控制前面已经介绍过系统的间歇工作方式,这种工作方式的时序控制是利用MSP430F449的计数器的多路任意波形产生功能和中断控制功能,以及CPU的中断快速唤醒功能实现的。系统复位后,MSP430F449首先对电路进行初始化,包括设置MSP430F449内部的两个16位计数器TA和TB及其中断、设置两路DDS、设置片内ADC、设置HART板等。之后,MSP430F449的CPU开计数器TB使其开始计数,自身则进入功耗极低的休眠模式。系统就在TB输出信号的控制下实现要求的工作时序。TB、TA的输出波形如图2所示。其中,计数器A的输出信号设置为片内ADC的采样时钟源,采样频率设置为200kHz;计数器B的计数周期则设为40ms,并且设置相应通道的输出波形休眠。需要设置的MSP430F449和外部电路的工作或者休眠。