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电容式涡街流量计是涡街流量计中最有发展前途的一种，它安装简单，维护方便，无需装导压管和固定支架，可减少故障点。它广泛用于管道中液体、气体和蒸汽的测量，具有良好的通用性和互换性，能满足用户不同的检测要求，因此研究电容式涡街流量计将具有极其重要的现实意义。
设计了电容式涡街流量计二次仪表电路，该电路以MSP430F149单片机为核心，设计了信号调理电路，低功耗微处理器系统，二次仪表供电电路。该电路具有低成本、低功耗、高精度的特点，具有广阔的市场应用前景。
1 二次仪表电路的工作过程
电容式涡街流量传感器把检测到的涡街信号，经过信号调理电路处理后，送到MSP430F149的P1.1口，利用该I/O口具有的定时器A捕获中断功能，同时利用定时器B模块，读入捕获的时间，获得信号的频率，再根据仪表参数，可以计算出瞬时流量值、累积流量值，送到指定的RAM数据缓冲区供LCD实时显示。
2 信号调理电路设计
环行电路输出的信号低于毫伏级，需要对采集到的信号进行放大处理。可以通过恒流源式双入单出差动放大电路，该电路能抑制零点漂移，电路如图1（a）所示；传感器得到的信号夹杂着噪声信号，为消除噪声的干扰，设计滤波电路，该电路采用无限增益多路反馈二阶滤波电路，该电路过渡带窄，能改善涡街信号的频率特性，滤波电路如图1（b）所示；信号放大滤波电路后，为便于单片机计数，需要对信号进行整形处理。整形电路通过施密特触发器电路产生方波信号，电路如图1（c）所示；通过设置可调电位器R8的阻值，设定门限电压，将输入信号转换成脉冲信号输入单片机的P1.1端口。
利用P1.1端口可以设置为捕获方式获取流量信号频率。
3 低功耗微处理器系统设计
3.1 键盘接口电路
现场测量仪表在使用时，需要根据不同管道直径、流体介质、温度、气压、黏滞系数等改变或修正相关参数，来计算体积流量或质量流量，所以仪表必须有可以现场修正的键盘。设计采用独立式键盘来修改相关参数值，键盘电路主要利用MSP430单片机的I/O端口来进行设计。它的6组端口的每组8个I/O管脚可以单独设置成输入或者输出，且每个都可独立读写。如图2所示为键盘接口电路，利用P2端口的每个管脚还可以单独设置为中断或只读口分别与P2.0～P2.4依次连接。按键功能分别是返回键、右移键、增1键、左移键、修改键。当修改键有按键动作时触发键盘中断，其它键按下不响应中断。当进入中断后按下其它任意键使得对应P2口由100Ω和1kΩ两个电阻对3.3V分压为高电平3V，弹起键时对应P2口为低电平0，以此作为键盘扫描判断。
3.2 显示电路
采用低功耗点阵式字符液晶显示器NO-KIA5110的48×84，这是一种串行输入数据点阵式液晶，所占用的单片机I/O口数量较少，另外此液晶具有低电压供电方式，可选择3.3Vcc和5Vcc的电压供电。液晶内部采用PCD8544，设计为48行84列的图形显示，所有的显示功能集成在一块芯片上，包括LCD电压及偏置电压发生器，只须很少外部元件且功耗小正常显示时的工作电流在200μA以下，且具有掉电模式。这些特点非常适合于电池供电的便携式通信设备和测试设备中。电路结构如图3所示，只有2、3、4脚同单片机P4.0、P4.1、P4.2相连，使用内部振荡器时令6脚接高电平，8引脚所接电容是起延时作用，它影响掉电时屏幕上信息消失速度快慢，通常选0.1μF～10μF。
4 二次仪表供电电路设计
MSP430系列单片机的工作电源一般是1.8V～3.6V，并且功耗极低，电池电压通过W7805转换成+5V电源。如图4所示，该芯片输入5V，输出电压为3.3V，电流为800mA，完全能满足大多数低功耗应用场合的要求，也能满足本系统的功耗要求。
5 结论
设计了电容式涡街流量计二次仪表的电路，该电路由信号调理电路、低功耗微处理器系统、二次仪表供电电路组成。实验验证了该电路的正确性和可靠性，而且该电路还具有结构简单、价格低廉的优点，具有广阔的市场应用前景。
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