基于LDC1000电感传感器的金属探测软件说明

基于LDC1000电感传感器的金属探测软件 V1.01/6基于LDC1000电感传感器的金属探测软件使用说明书1.前言LDC1000，是一款一种非接触式、短程传感技术的电感传感器芯片。通过SPI总线控制，可以设置不同的电感探测分辨率和中断触发条件，提供了多种运行模式。能够在灰尘、污垢、油和潮湿环境中实现导体目标的低成本、高分辨率感测，这使得它在恶劣环境中非常可靠。LDC1000 是世界上第一个电感数字转换器，可以通过线圈设计实现感测范围调整，精度高、成本低、功耗低。2.系统概述2.1功能概述本软件主要针对近距离金属探测应用，系统体积小，成本低。主控芯片采用了TI公司的超低功耗单片机MSP430F5529单片机，克服了恶劣环境下金属导体的高分辨率感测。能实现感测系数可调，自定义导体感测范围，还可以近距离感测特定的金属导体。传感器数据采集部分采用了SPI接口编程，占用硬件资源少。2.2系统结构概述本软件对应的硬件平台基于MSP430F5529型单片机，LDC1000作为金属探测传感器。SSD1963 TFT作为图像显示模块，从而构成完整的金属探测显示系统。MSP430F5529初始化LDC1000使其开始不断采样并输出寄存器值，并处理得到感测到的并联等效电阻阻值和谐振频率。MSP430F5529同时判断功能按键是否按下与刷新TFT屏幕。本系统流程如图1所示。图1 软件对应硬件系统结构示意图2/6图2为对应的 LDC1000通过SPI总线与MSP430F5529的连接。 图2 LDC1000通过SPI总线与MSP430F5529的连接图3.软件说明3.1设计说明MSP430通过SPI总线对LDC1000进行初始化，包括输入时钟方式、RP最大最小值、谐振最低频率、振动幅度、反应时间、中断触发值、电源模式等的预先设定后，LDC1000开始数据转换，然后MSP430单片机中断触发对数据进行读取和处理。3.2 SPI总线说明SPI（serialperipheralinterface）总线技术是Motorola公司推出的一种同步串行接口。SPI总线在芯片的管脚上只占用四根线，占用资源少。3.3 LDC初始化说明 LDC1000上电后就会按照内部寄存器缺省设置开始工作，MSP430F5529按照使用需要开始配置寄存器。本软件把LDC1000寄存器配置为：1、 外部时钟输入2、RP最小值3、谐振最低频率350kHz4、振动幅度4V5、反应时间6144（相对值，没有单位）3/66、中断触发模式7、电源使能模式（一直处于工作模式）3.4程序说明本软件硬件平台基于MSP430F5529微处理器，主要由main.c和3个子程序组成，system.c用于时钟初始化和看门狗的关闭以及精确延时函数；LDC1000.c是LDC1000电感传感器的驱动；SSD1963.c是TFT屏显示驱动。具体程序说明如下：在system.c中，函数WDT_Init ()用来关闭看门狗。函数SetVcoreUp (unsigned int level)用于设置MSP430F5529的内核电压。函数SET_CLOCK()设置单片机主时钟到达24MHz，辅助时钟ACLK到达24MHz，SMCLK选择外部时钟源XIN1，并且ACLK输出频率4分频，输出6MHz给LDC1000传感器。延时函数delay_us(x)与delay_ms(x)在system.h中以宏定义的方式给出。在LDC1000.c中主要有spi初始化函数spi_init()用于spi的端口初始化；spi读取寄存器函数char spi_readByte( char addr, char * data)、char spi_readWord(char addr, unsigned int * data)与char spi_readBytes( char addr, char * buffer, unsigned char len)，其中addr为从机读数据的地址，data为读取到的寄存器值保存的地址指针，len为读取的字节数，这三个函数分别是单字节、双字节和多字节的寄存器读取函数，它们的返回值始终为0；spi写寄存器函数char spi_writeByte(char addr, char data)、char spi_writeWord(char addr, unsigned int data)和char spi_writeBytes( char addr, char * buffer, unsigned char len)，其中addr为从机写入数据的地址，data为写入到的寄存器值保存的地址指针，len为写入的字节数，这三个函数分别是单字节、双字节和多字节的寄存器写入函数，它们的返回值始终为0。LDC1000初始化函数LDC1000_init()主要用于对MSP430F5529单片机的端口初始化与LDC1000传感器的初始寄存器值设置。在SSD1963.c中，主要对MSP430F5529单片机控制液晶屏幕的端口进行初始化，并对SSD1963屏幕主控芯片寄存器进行初始化。在SSD1963.c中定义了屏幕设置和屏幕刷新的各类函数，设置函数包括显示开、显示关、显示区域设置、光标坐标设置、扫描方向设置、显示方向设置等；刷新函数包括画点、画线、画矩形、填充颜色、写入数字、写入字符串等。在main.c中， WDT_Init()、SET_CLOCK()、LDC1000_init()、LCD_Init()分4/6别对看门狗、系统时钟、LDC1000传感器以及TFT屏初始化。然后初始化独立按键和中断输入，设置液晶屏幕用户界面。数据采集主要在最后的while循环中。在while循环中，判断是否触发中断，如果中断触发则读取寄存器的值并进行数据处理；判断独立按键是否按下，如果按下则判断的电阻值与谐振频率值改变；判断处理得到的数据是否满足要求，即是否检测到金属导体；液晶屏幕刷新并重新循环。软件流程图见图3。5/6图3 系统软件流程图4.小结6/6LDC1000是世界首款电感数字转换器。它通过非接触式、短程传