基于MSP430的多用便携式测量仪的设计

　　0　引　言

　　便携式测量仪在工程测量中具有很广泛的用途。其以操作简单、快捷，实时性强的特点在桥梁，建筑，隧道，大坝，铁路等领域得到了广泛的应用。弥补了固定测量设备灵活性差，容易出现盲区等特点。可以有效的完成监测测量任务。提高工作效率。

　　目前市场中的便携式测量仪多存在体积较大，功能单一，在面对多种测头时需要携带多种测量仪。并且对于便携式测量仪制造商来说，每种测量仪都需要进行硬件及软件的重复开发。不能达到资源的复用，增加了经营成本。本文介绍了一种能够替换测量模块的多用便携式测量仪。通过更换插拔式测量模块。能够实现对压力、倾角、位移等数据的测量。本文以振弦式压力测量模块为例，介绍多用便携式测量仪的硬件构成及软件构架。

　　1　硬件设计

　　1.1　便携式测量仪整体结构设计

　　硬件整体分为2大部分：主控部分与采集转换模块。便携式测量仪的结构框图如图1所示。其中主控部分包括MSP430F149芯片、电源模块、显示模块、键盘输入模块、外存储器模块、时钟芯片及各外部接口。采集转换模块则根据不同采集对象，包括AD转换芯片、存储芯片、放大电路等[1]。不同的采集转换模块具有相同的插拔接口，可以实现对不同测量对象的测量。

　　1.2　主控部分

　　MCU：采用TI公司的超低功耗的MSP430F149芯片[2]。MSP430系列是具有16位总线的带FLASH的单片机，外设和内存统一编址，具有统一的中断管理，接口丰富，可以在线对其进行调试和下载[3]。该芯片具有总线丰富、功耗极低的特点，非常适合用于电池供电的便携测量仪。

　　电源设计：电源选用可充电的锂电池供电，锂电池为2200mAh-7.4 V的 电池组，再分别通过LM7805和LM1117-3.3电源芯片提供5V及3.3V电压为外围电路及MCU供电[4]。

　　键盘：由于本便携式测量仪的功能按键有10个，所以仅仅采用I/O管脚实现基于扫描方式的4×3矩阵键盘即可。

　　显示屏：采用LCD1602字符型液晶[5]，能够显示字母、数字、符号，足够满足本设计的需求。本便携式测量仪选用16脚带背光型的1602LCD模块，能够实现低照度下的正常使用。并可以将背光关闭以达到节电设计。

　　存储器：本测量仪采用AT45DB041B芯片，芯片具有容量大、读写速度快、外围电路少等优点，AT45DB041中的数据按页存放，主存共2　048页，每页264Byte，所以总容量为528KByte。可以存储几万条探头数据。信息存放在主存中的数据掉电不丢失。AT45DB041B采 用MSP430F149的SPI总线通信。