基于MSP430的石油井下壓力測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
低速采存狀態(tài)A1中,延時(shí)50 s后,使ONA、ONB、CE為低,OE、WE為高,電源VDD、VEE打開,存儲(chǔ)器片選端有效,初始化時(shí)鐘,使子系統(tǒng)時(shí)鐘設(shè)置為外部高頻時(shí)鐘源.初始化 A/D轉(zhuǎn)換器并設(shè)置單通道單次轉(zhuǎn)換模式,初始化定時(shí)器B,由TB中斷實(shí)現(xiàn)采存,初始化中TB每隔0.01 ms中斷一次,在采存過程中A/D轉(zhuǎn)換器一直處于100 kHz的高速采樣狀態(tài)。并將數(shù)據(jù)送入FIFO。頻率變換則通過存儲(chǔ)器推地址來實(shí)現(xiàn),此狀態(tài)是采樣射孔前井下靜壓,因此采用1 Hz進(jìn)行低速采存。
高速采存狀態(tài)A2中,將128 K作為是否變頻的標(biāo)志,ONA、ONB、CE為低,OE、WE為高,電源VDD、VEE打開,存儲(chǔ)器讀、寫端有效,由數(shù)字內(nèi)觸發(fā)方式實(shí)現(xiàn)觸發(fā)變頻。當(dāng)觸發(fā)信號(hào)來臨,改變存儲(chǔ)器推地址,實(shí)現(xiàn)100 kHz高速采存。低速采存狀態(tài)A3中,ONA、ONB、CE為低,OE、WE為高電源VDD、VEE打開,存儲(chǔ)器讀、寫端有效,改變存儲(chǔ)器推地址,實(shí)現(xiàn) 500 Hz低速采存,將256 K作為是否采滿的標(biāo)志。
信息保持狀態(tài)A4中,定時(shí)器A、定時(shí)器B禁止中斷,ONA為低,ONB、OE、WE、CE為高,打開VDD=3.6 V,存儲(chǔ)器處于有效狀態(tài),于是數(shù)據(jù)保存在存儲(chǔ)器內(nèi),關(guān)閉A/D轉(zhuǎn)換器,清零地址位,進(jìn)入低功耗4模式,等待讀數(shù)中斷。數(shù)據(jù)讀出狀態(tài)A5中,通過讀數(shù)中斷初始化串口讀數(shù),設(shè)置時(shí)鐘為外部8 MHz高頻晶振,通過串口向計(jì)算機(jī)傳輸采存到的數(shù)據(jù),讀數(shù)完畢進(jìn)入低功耗4模式。
4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
測(cè)試實(shí)驗(yàn)由信號(hào)發(fā)生器提供頻率10 Hz正弦波,數(shù)據(jù)采集完畢讀數(shù)后情況如圖4所示,其中橫縱坐標(biāo)分別表示采集到的數(shù)據(jù)的點(diǎn)數(shù)和比特?cái)?shù),單位分別是點(diǎn)和bit。系統(tǒng)完全實(shí)現(xiàn)觸發(fā)和變頻采樣過程。被測(cè)信號(hào)為lO Hz正弦波,直接觸發(fā)進(jìn)行高頻100 KHz采存和低頻500 Hz采存,一個(gè)周期內(nèi)采樣10 000個(gè)點(diǎn),在131 072點(diǎn)處變頻采存,因此高頻采樣得到約13個(gè)正弦信號(hào)周期,高頻采樣時(shí)間約為1.3 s。
5 結(jié)束語
系統(tǒng)利用MSP430系列單片機(jī)內(nèi)部提供的12 bit的A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,該采樣方式大大簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì),并能使測(cè)量結(jié)果達(dá)到較高的精度;此測(cè)試系統(tǒng)可減小電路板的體積,從而減小整個(gè)裝置的體積;由于MSP430單片機(jī)超低功耗的設(shè)計(jì),大大簡(jiǎn)化了系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明,此測(cè)試系統(tǒng)具有較好的實(shí)用性。
評(píng)論