基于MSP430的振弦式传感器读数仪设计.docx

摘要：振弦式传感器读数仪是一种关于安全性监测，应用于水电工程和岩土工程的的仪器。通过对大坝和其余建筑物位置物理移动数据的监测,对预防自然灾害、节省劳动力和物质资源起到了一定的作用。它几乎唯一能够埋在大坝和建筑物中并且能够长时间提供可信赖数据的传感器,在长时间的监测中，稳定性能优异、精度很高,输出相应的频率信号,可以直接连接到微型计算机端口,并且可以和远距离传输数据的长电缆连接。

本文论述了一种基于MSP430的振弦式传感器读数仪设计，细致地介绍了振弦式传感器的激振和拾振方法,采用扫频激振技术实现对振弦式传感器的激振,利用等精度测频技术实现滤波和放大小信号的功能以检测振弦的微弱信号,在不改变元件参数性能指标的条件下,大大改善了测量精度，同时进行了硬件电路图的绘制以及软件的汇编。本设计不但实现了传统的振弦式传感器读数仪能完成的功能，而且由于改善后体积的变小、重量的变轻、无线数据的读取速度提高以及存储功能的提高，降低了工程人员的工作强度。

关键词：振弦式传感器；频率测量；MSP430；扫频激振；等精度测频

目录

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论-1

1.1研究的背景及意义-1

1.2国内外研究现状-1

1.3存在的问题及解决思路-2

1.4课题研究内容-2

第二章 总体设计方案-3

2.1总体方案设计-3

2.2系统组成-3

2.3传感器工作原理-3

2.4测频原理-4

2.5方案论证与比较-5

2.5.1键盘接口电路的选择-5

2.5.2显示模块的方案论证与比较-6

2.5.3单片机控制模块的方案论证与比较-6

第三章 硬件电路设计-7

3.1读数仪硬件组成-7

3.2频率测量-7

3.2.1扫频激振电路-7

3.2.2信号调理电路-8

3.2.4整形电路-10

3.2.5测频电路-10

3.3最小系统及外设电路-11

3.3.1单片机最小系统-11

3.3.2键盘电路-12

3.3.3显示电路-13

3.3.4通信电路-15

3.3.5时钟电路-17

3.3.6电源电路-17

第四章 软件设计-19

4.1系统总体流程图-19

4.1扫频激振技术实现-20

4.2等精度测频实现-22

4.3通信电路实现-23

4.4低功耗实现-24

第五章 制作与调试-26

5.1制作流程-26

5.2调试-26

5.2.1硬件调试-26

5.2.2软件调试-27

结束语-28

致  谢-29

附录-31