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MSP430 超低功耗 MCU

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MSP430 USS 超声波传感 和 LEA 低功耗加速 (2)

我开始讲的一个应用就是 LEA的典型应用就是超声波表 所以接下来的session会讲TI的430在超声波表 流量计上的应用 我们看到市面上流量计的检测分四大类 严格来说是三大类 前面两类都是超声波的原理 后面两类一个是电磁原理 一个是机械原理 在超声波的流量计里面 也分两类 第一类是实践反馈法 第二个是dopppler的原理 实践反馈法就是在管道上面 加上两个超声波发射器 和接收器 在管道有流体经过的时候 前面这个发射器发射出来到后面这个接收器的时间 和后面这个发射器发射出来到前面的时间 是有时间差的 所以我根据这个时间差算出流量的大小 这个的缺点是 我需要去 在管道内部加超声波的发射器和接收器 相当于是浸入式的检测方式 doppler我可以在管道的外部 在管道外部加上超声波的发射器和接收器 通过流体里面的巧克力物质 的反射 来接收到它们的信号 来判断流量的速度 所以这两个最大的差别是什么 这种TOF的方式可以检测 流体是干净的或者有杂质的 都能检测 但这个只能检测有杂质的 所以两个最大的区别是这儿 因为它属于非浸入式 坏处就是精度 它一般是3%-5%的精度 而做这个是可以做到+/-1%的精度 这是超声波流量两个巨大的区别 第三 电池是通过外面加磁场 通过产生流体上面磁感应 产生电压的变化来判断流量的 所以这个流量计的特点是 流体必须是导体 所以不能做纯净水的流量的检测 第四块是机械式的 比如我们通过流体 通过转轮转 产生计量 但这种模式的缺点是 它是机械结构 它长期会老化 如果液体是腐蚀液体 长期来说 它会被腐蚀穿 造成流量计量不准 这是我们看到市面上四大流量计的种类 在超声波的流量计上 几种安装方式的差别 大家可以看到 第一个叫斜安装式 就斜向按照 就说两个超声波的接收和发射器 我是斜着安装的 如果大家看到这样的安装模式 第二个就对 模具的加工 产品的外观设计都有很严格的要求 因为这两个必须对齐 第二个模式 我通过超声波的反射 我可以在一侧加这么一个装置 让它反射 产生超声波的信号 这是这种安装模式 还有就是我完全在我的外部安装 然后通过反射式的 这样去安装 但这样安装对结构要求会更高 这是我们看到超声波流量计的三种安装方式 计算的基本原理就是 用管道的长度去除以 本身超声波的速度 加上一个微流体的速度 就产生了T1到T2的时间 然后我用长度除以C减流体的速度 就是我们T2到T1 的时间 这两个时间的Δ时间 就可以通过这样算出来 最后 可以得到流体V的时间 OK 这是基本的一个数学公式 所以整个的框图 我们需要一个CPO 然后前端需要加一个超声波传感器设备 然后加上LEA预算 最后得到结果把它显示出来 这是整个一个 超声波流量计的框图 流量计有几个参数指标 第一个是25ps的零流量检测 3uA的平均功耗 以及32ps的信号的标准的间隔时间 所以它其实对超声波的这块要求挺高 如果你精度越高 我可以检测更多的流量 更多的介质 可以做 如果 非常高的我可以去检测气 低一点的我只能检测液体 这是我们USS IP的整个内部框图 相当于是用一个 脉冲的发生器 产生的一个标准的时钟脉冲 很高精度的时钟脉冲 通过泛能器收到信号以后 滤波以后 用ADC采样 最后用来处理的 在整个标准中用锁相环提供标准的时钟 整个IP的框图大概是这样子 这是我们做出来的一个参考设计 在这个参考设计里面 我们整个实现了 超声波流量计的整个功能 我们有一块GUI的界面 帮助大家去减缓设计 大家可以去根据你的介质不同 根据你的算法不同 去做一些GUI的配置 这是我们在现场拍的 就是我们去一些校准的 一些设备 OK 在我们的产品里面 是 我开始讲了 第一个 带LEA模块的是我们的5994 现在这个模块已经可以在网上进行申请 它是带REA的 有256k的flash 我们第一个带USS的这个模块 是我们的6047 这个我们的demo版也OK了 也可以申请 我的介绍就结束了 大家可以 加我的微信 ok 谢谢大家

我开始讲的一个应用就是

LEA的典型应用就是超声波表

所以接下来的session会讲TI的430在超声波表 流量计上的应用

我们看到市面上流量计的检测分四大类

严格来说是三大类

前面两类都是超声波的原理

后面两类一个是电磁原理 一个是机械原理

在超声波的流量计里面 也分两类

第一类是实践反馈法

第二个是dopppler的原理

实践反馈法就是在管道上面

加上两个超声波发射器

和接收器 在管道有流体经过的时候

前面这个发射器发射出来到后面这个接收器的时间

和后面这个发射器发射出来到前面的时间

是有时间差的

所以我根据这个时间差算出流量的大小

这个的缺点是 我需要去

在管道内部加超声波的发射器和接收器

相当于是浸入式的检测方式

doppler我可以在管道的外部

在管道外部加上超声波的发射器和接收器

通过流体里面的巧克力物质

的反射 来接收到它们的信号 来判断流量的速度

所以这两个最大的差别是什么

这种TOF的方式可以检测

流体是干净的或者有杂质的

都能检测 但这个只能检测有杂质的

所以两个最大的区别是这儿

因为它属于非浸入式

坏处就是精度 它一般是3%-5%的精度

而做这个是可以做到+/-1%的精度

这是超声波流量两个巨大的区别

第三 电池是通过外面加磁场

通过产生流体上面磁感应

产生电压的变化来判断流量的

所以这个流量计的特点是 流体必须是导体

所以不能做纯净水的流量的检测

第四块是机械式的 比如我们通过流体

通过转轮转 产生计量

但这种模式的缺点是

它是机械结构

它长期会老化

如果液体是腐蚀液体 长期来说 它会被腐蚀穿

造成流量计量不准

这是我们看到市面上四大流量计的种类

在超声波的流量计上 几种安装方式的差别

大家可以看到 第一个叫斜安装式

就斜向按照 就说两个超声波的接收和发射器

我是斜着安装的

如果大家看到这样的安装模式

第二个就对

模具的加工 产品的外观设计都有很严格的要求

因为这两个必须对齐

第二个模式 我通过超声波的反射

我可以在一侧加这么一个装置

让它反射 产生超声波的信号

这是这种安装模式

还有就是我完全在我的外部安装

然后通过反射式的 这样去安装

但这样安装对结构要求会更高

这是我们看到超声波流量计的三种安装方式

计算的基本原理就是

用管道的长度去除以

本身超声波的速度

加上一个微流体的速度

就产生了T1到T2的时间

然后我用长度除以C减流体的速度

就是我们T2到T1 的时间

这两个时间的Δ时间

就可以通过这样算出来 最后

可以得到流体V的时间

OK 这是基本的一个数学公式

所以整个的框图 我们需要一个CPO

然后前端需要加一个超声波传感器设备

然后加上LEA预算

最后得到结果把它显示出来 这是整个一个

超声波流量计的框图

流量计有几个参数指标

第一个是25ps的零流量检测

3uA的平均功耗 以及32ps的信号的标准的间隔时间

所以它其实对超声波的这块要求挺高

如果你精度越高 我可以检测更多的流量

更多的介质 可以做 如果

非常高的我可以去检测气

低一点的我只能检测液体

这是我们USS IP的整个内部框图

相当于是用一个

脉冲的发生器 产生的一个标准的时钟脉冲

很高精度的时钟脉冲

通过泛能器收到信号以后

滤波以后 用ADC采样

最后用来处理的

在整个标准中用锁相环提供标准的时钟

整个IP的框图大概是这样子

这是我们做出来的一个参考设计

在这个参考设计里面 我们整个实现了

超声波流量计的整个功能

我们有一块GUI的界面 帮助大家去减缓设计

大家可以去根据你的介质不同

根据你的算法不同

去做一些GUI的配置

这是我们在现场拍的 就是我们去一些校准的

一些设备 OK

在我们的产品里面 是 我开始讲了 第一个

带LEA模块的是我们的5994

现在这个模块已经可以在网上进行申请

它是带REA的

有256k的flash

我们第一个带USS的这个模块

是我们的6047

这个我们的demo版也OK了 也可以申请

我的介绍就结束了 大家可以

加我的微信 ok

谢谢大家

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MSP430 USS 超声波传感 和 LEA 低功耗加速 (2)

所属课程:基于 MSP430 的低功耗设计 发布时间:2017.12.06 视频集数:2 本节视频时长:7:54
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