3 硬件组成

　　如图1，由信号采集、MSP430F149（以下简称430）、液晶显示及键盘、数据存储、实时时钟、通讯等模块组成。

　　3.1 MSP430F149单片机[1]

　　MSP430F149是具有60K闪存ROM、2K RAM、 6个端口、2个16位计数器、两路UART通信端口、具有端口和计数等多种中断模式、5种省电模式的高集成单片机，特别适用于复杂仪表系统的开发。

　　3.2 信号采集模块

　　外部信号有标准电流、电阻、mV电压、频率信号等。当为模拟量时，为提高测量精度采用了4通道差分输入、自带仪表放大器、滤波器的16位精度、SPI接口的AD 芯片CS5523芯片，通过光耦隔离后和430进行通信。如图2(a)、（b）、(c)分别是输入为电流、热电偶mV电压、热电阻信号时的处理电路。其中当热电阻输入时，采用高精度双路精密电流源REF200提供,最终接入AD 采样端的信号U=UAN+-UAN-=(Rt+2r)I0-(R0+2r)I0=(Rt-R0)I0，可见消除了热电阻导线电阻r的影响，保证了较高的测量精度。当频率输入（如涡街流量计输出）时，采用光耦隔离后输入430的TIMERA计数模块进行脉冲计数。

　　3.3 液晶显示与键盘模块

　　采用3V、并口输入128*64点阵形液晶模块JM12864，实现图文的综合显示。采用2*3线接口，共6个按键，分别为前后追忆、通道、时标、确认、翻页，通过弱上拉和430的P2口相连，采用上升沿触发的方式产生中断通知430进行处理。

　　3.4 数据存储模块   

　　为方便保存仪表参数，了解工艺参数历史，采用了两片EEPROM存储器24C512。一片用于存储通道运行数据，另一片用于分区存储密度、汉字及字符字模数据、系统参数、记录时间、掉电情况等信息，两片存储器通过弱上拉电阻并联于同一总线上。

　　3.5实时时钟模块

　　为了记录系统的掉电、当前时刻下的日、月、年累积流量，需要实时时钟信号。这里采用通用ds1302芯片作为时钟信号，由法拉电容作为备份电源。