2種方法檢驗MSP430FR6043的測量性能

近日，TI 與達爾聞聯(lián)合發(fā)起了 MSP430FR6043 超聲波燃氣評估模塊的測評分享活動，探究 MSP430 在超聲波燃氣上的應(yīng)用。其中，有三位小伙伴獲得免費嘗鮮機會，在此他們將第一手體驗分享給大家！

以下是李星的體驗分享：

目標(biāo)應(yīng)用簡介

燃氣計量表是生活中和我們息息相關(guān)的一種設(shè)備，大家有沒有一種好奇感，它到底是如何工作的呢？我一直有這種好奇，每次做飯的時候都會注意到它，都想拆開看看里面的構(gòu)造，這次多虧 TI 和達爾聞的測評活動，正好有機會可以一探究竟。

因為 MSP430FR6043 SoC 隸屬 MSP430 超聲波傳感微控制器 (MCU) 系列產(chǎn)品，專為超聲波水表、熱量計和燃氣表等測量而設(shè)計。項目目標(biāo)為做一個燃氣表（因不能私接燃氣，所以使用風(fēng)扇代替，體驗不同風(fēng)速下的測試精度及便捷性）。

硬件搭建

硬件：

MSP430FR6043 評估板

嘉康超聲波換能器

氣體管段

因為無法完全模擬燃氣的效果，只能手動調(diào)整氣流速度，體驗 MSP430FR6043 的性能了。

軟件調(diào)試

下面是所需的安裝軟件：

Ultrasonic Sensing Design Center、IDE：Code Composer Studio v8.2.0 、UniFlash

不過要注意需要下載系統(tǒng)環(huán)境 Java JRE 1.7 及更高版本，否則無法打開。

下面為軟件參數(shù)配置：

相關(guān)代碼參考官網(wǎng)的 USS Software Library。

測試項目

不同電扇、不同風(fēng)速的模擬燃氣（風(fēng)速）測量

下面是 1 號風(fēng)扇實驗測得的結(jié)果，分別是 USS GUI 界面監(jiān)測到的飛行時間差、絕對飛行時間與氣體流量迅速響應(yīng)，可以看出氣流的變化。

下圖為 ADC 捕捉效果：

對上圖分析，可以看出此風(fēng)扇產(chǎn)生的氣流下，飛行時間差波動比較大，同一風(fēng)速飛行時間差也不平穩(wěn)，分析原因為使用的普通電扇（如下圖所示）里面就是簡單的電機，風(fēng)速不平穩(wěn)，會有下降的空隙。這就造成了忽高忽低，呈現(xiàn)鋸齒狀的飛行時間差 。

1 號慢速電扇

第二輪測試選用調(diào)速性能更好、風(fēng)速更平穩(wěn)的電扇，該電扇電機強勁，聚風(fēng)式渦輪送風(fēng)，每分鐘的轉(zhuǎn)速約為 10000rpm，目的是觀察測量精度與性能，是否能有區(qū)別，如下圖所示。

2 號高速電扇

可以看出 2 號風(fēng)扇產(chǎn)生的氣流，飛行時間差波動比較小，同一風(fēng)速飛行時間差也平穩(wěn)，一共三級風(fēng)速，而且不同速度產(chǎn)生的飛行時間差也比較明顯?？梢钥闯鲈?MSP430FR6943 開發(fā)板測量精度高，對不同的氣流高分辨。

為了測試更好的測量高分辨與高精度，吹口氣的效果如下：

結(jié)果分析

對上面實驗分析可以看出 1 號風(fēng)扇產(chǎn)生的氣流下，飛行時間差波動比較大，同一風(fēng)速飛行時間差也不平穩(wěn)，呈現(xiàn)鋸齒狀的飛行時間差 。2 號風(fēng)扇產(chǎn)生的氣流，飛行時間差波動比較小，同一風(fēng)速飛行時間差也平穩(wěn)，一共三級風(fēng)速，而且不同速度產(chǎn)生的飛行時間差也比較明顯。

可以看出該 MSP430FR6943 開發(fā)板測量精度高，對不同的氣流高分辨。

項目難點

項目中打算使用 LCD 顯示實時數(shù)據(jù)，但是 LCD 調(diào)試時，發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)無法打開頭文件的錯誤：

分析之后，發(fā)現(xiàn)需要配置頭文件管理的 include option，如下圖所示。

修改完后，可以檢測到所有頭文件，這也是調(diào)試 MSP430 需要注意的地方與一個特色。

項目體驗

1. 針對不同風(fēng)扇、不同風(fēng)速的測試，體現(xiàn)了MSP430FR6043 的精確的測量時間差，也體驗到了超聲波感應(yīng)子系統(tǒng)片內(nèi)即可自主激發(fā)和捕獲超聲波波形的優(yōu)勢，使用集成的超聲波傳感解決。

2. 驚訝于高精度測量和專業(yè)化集成（集成了USS模塊、計量測試接口 (MTIF) 模塊、LCD 模塊。不同的風(fēng)扇（即風(fēng)速效果）、不同的風(fēng)速都可以精準(zhǔn)的測量。高集成度也是我的一個很好的體驗，片內(nèi)集成 USS 模塊、計量測試接口 (MTIF) 模塊、8 mux LCD 驅(qū)動器、實時時鐘 (RTC)、12 位 SAR ADC 等比較有特點的外設(shè)，功能強大，不僅可用于超聲波水表、 熱量計和燃氣表等專業(yè)領(lǐng)域，還可用于有顯示需求、高精度測量等領(lǐng)域。

3. 應(yīng)用方便和快速上手，輕松使用超聲波傳感設(shè)計中心圖形用戶界面 (GUI) 和超聲波感應(yīng) (USS) 軟件庫進行測試和自定義。USS 模塊開發(fā)超聲波氣體計量子系統(tǒng)，計量性能卓越，低功耗和集成度高。

文章來源于達爾聞?wù)f ，作者李星

直接轉(zhuǎn)載來源：德州儀器

審核編輯：湯梓紅