CPLD和MSP430單片機(jī)在導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)中的應(yīng)用
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4．4 人機(jī)接口電路設(shè)計(jì)
導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)作為一臺智能儀表，需要有良好的人機(jī)接口，從而實(shí)現(xiàn)顯示物位信息和查看修改參數(shù)的功能。顯示部分選用了性價比較高的5110液晶模塊，它是84x48的點(diǎn)陣LCD，可顯示兩行漢字。導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)需要對系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，共設(shè)計(jì)了6個按鍵，分別代表左、右、改數(shù)字、確定、取消和復(fù)位。過這些按鍵配合LCD顯示能夠方便的完成各參數(shù)的設(shè)定。
4．5 MSP430單片機(jī)的軟件設(shè)計(jì)
MSP430單片機(jī)的軟件設(shè)計(jì)在IAR EW for MSP430編程環(huán)境下進(jìn)行。程序設(shè)計(jì)中充分考慮到了儀表的低功耗和高穩(wěn)定性的要求。圖7為單片機(jī)的主程序漉程圖和程序中液位測量部分的流程圖。本文引用地址：http://www.butianyuan.cn/article/170644.htm
5 系統(tǒng)測試試驗(yàn)
為了驗(yàn)證上述電路設(shè)計(jì)的可行性，我們對電路進(jìn)行了制板，并把儀表廠家提供的機(jī)械部分和我們的電路部分相連進(jìn)行了初步的驗(yàn)證試驗(yàn)。試驗(yàn)在常溫下的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下進(jìn)行，被測液體為水(介電常數(shù)約為81．5)。
圖左邊中在電路板與同軸電纜SMA接頭處測得回波脈沖，圖中可以清楚的看到頂部回波和物位回波的波峰。兩者的脈寬都約為2ns，波峰之間的時間差為8．3ns?？紤]到示波器的誤差，8．3ns的時間差對應(yīng)的法蘭到液位表面的距離應(yīng)為1．245±0．15m和實(shí)測的1．26m相符。右邊為等效時間采樣后的回波脈沖，兩者波峰之間的時間間隔約為215μ，在時間軸上放大了2．59x105倍和理論值2．5x105倍相符，這說明等效時間采樣實(shí)現(xiàn)了高頻信號在時間軸上的放大。當(dāng)MSP430單片機(jī)設(shè)置罐高為6 m時，液晶顯示的液位高在4．730～4．746m之間，和理論值的4．74m誤差小于0．01 m。
6 結(jié)論
導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)采用了CPLD加MSP430的電路設(shè)計(jì)方案。因?yàn)樾盘柺瞻l(fā)部分屬于高速電路，對波形時序的要求較高，所以選用了可編程邏輯器件CPLD。而信號處理部分的計(jì)算任務(wù)較重，因此選用了處理能力較強(qiáng)的MSP430單片機(jī)。兩者協(xié)同工作優(yōu)勢互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)了高精度的時差測量系統(tǒng)，和其他方案相比有較高的性價比和可靠性，實(shí)現(xiàn)了較高的測量精度。
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