针对现在选用的简易气候归纳观测仪，存在着实时性差、精度不行、作业时刻长以及不能直接核算射击条件批改量和地上风批改量等许多问题，本文提出依据MSP430F149单片机规划一种炮兵气候仪，以满意炮兵分队射击时的简易气候条件和火箭炮地上风批改的需求。
气候仪的功用和根本作业原理
气候仪的功用包含：①实时测定风向、风速、气温和气压等气候条件，为炮兵射击供给简易气候条件批改量；②实时测定火箭炮阵地的地上风向和风速，为火箭炮分队供给地上风批改量。
炮兵气候仪用于完成地上气候条件风向、风速、气温、气压的主动丈量和射击条件批改量及火箭炮地上风批改量的主动核算。其根本作业原理是：将气候仪与处理机经过数据线相连，经过升降杆将气候仪升至要求的高度后，风的效果使风标指向风吹来的方向，磁方位传感器即感应出风向磁方位角；风速叶轮随风速以不同的转速旋转，每转一圈即发生一个脉冲信号，经过单位时刻内计数即可核算出风速；气温、气压传感器感应出其时的气温和气压。以上数据经气候仪数据处理后传输给处理机，处理机按要求以固定格局显现。气候仪组成如图1所示。
图1 气候仪组成框图
气候仪硬件规划
气候仪的使命是完成大气压力、温度、风向和风速的实时丈量，由压力传感器、温度传感器、风速传感器、磁方位风向传感器、数据收集与处理电路、风标、衔接座等组成，其根本规划思维是在满意精度和运用环境要求的前提下，体积小、重量轻，便于野战条件下运用。
传感器的选型
（1）压力、温度传感器
压力和温度传感器选用带预处理电路的模仿输出传感器，以简化后续电路的规划。
压力传感器选用美国Honeywell公司的ASDX015绝压传感器。
温度传感器选用美国Dallas公司推出的依据单总线技能的数字温度计芯片DS1820，便于调整传感器的方位和方向，使其能有用感应外界温度。
（2）风速传感器
关于风速的丈量，能够选用的传感器品种许多。归纳比较后，选用叶轮式风速传感器，运用霍尔效应丈量风速。该方法与光电编码比较更能够做到气候仪全体细巧、结构紧凑，带着运用方便。
（3）风向传感器
磁方位传感器，也便是一般所说的电子罗盘，军用、民用产品比较多。本文选用由平面电子罗盘XW3200和风标组成磁方位风向传感器。
该传感器经过两轴磁阻传感器丈量平面地磁场，双轴倾角补偿，内置微处理器核算传感器与磁北夹角，两轴磁阻传感器的方向受风标的带动，一直指向风吹来的方向，则其输出的视点即为风向磁方位角。整个丈量进程无需定向，操作简洁灵敏。
电路规划
气候仪的电路规划的使命是对风速传感器输出的脉冲序列进行单位时刻计数，对压力传感器输出的模仿信号进行A/D转化，依据单总线技能读温度数据，接纳风向磁方位传感器经过RS-232S输出的数据及与处理机互传数据等。
主控芯片简介
数据处理部分选用MSP430F149作为体系的主芯片，该芯片是美国TI公司推出的超低功耗微处理器。MSP430F149有60KB+256字节FLASH，2KB RAM，包含以下模块：
①根本时钟模块：包含1个数控振荡器(DCO)和2个晶体振荡器。
②看门狗定时器Watchdog Timer，可用作通用定时器。
③带3个捕获/比较寄存器和PWM输出的16位定时器Timer A。
④带7个捕获/比较寄存器和PWM输出的16位定时器Timer B。
⑤2个具有中止功用的8位并行端口：P1和P2。
⑥4个8位并行端口：P3、P4、P5和P6。
⑦模仿比较器Comparator A。
⑧12位A/D转化器ADC 12。
⑨2个串行通讯接口USART0与USART1。
电源电路规划
该气候仪为电池供电体系，因而对体系的全体功耗有较高的要求，为了下降功耗，选用MSP430系列的单片机，该系列的单片机作业电压为1.8V~3.6V，而且具有休眠功用，耗电电流在0.1µA~400µA之间，具有极低的功耗。
主控芯片MSP430单片机电源电压为3.3V，外围传感器的作业电压要求为5V，两节7号充电电池电压为2.4V，因而电源电路的规划选用升压DC-DC芯片NCP1400ASN30T1和NCP1400ASN50T1，可将0.8V~3V的电压升至3.3V和5V，分别为单片机和外围器材供电，一起规划有电源关断功用，当无需外围器材作业时，将外围器材的供电悉数堵截，减少了全体功耗，电源电路原理见图2。
图2 电源电路原理图
主控电路规划
主控电路能够分为温度丈量电路，压力丈量电路，风速丈量电路，风向丈量电路和通讯电路等。
（1）温度丈量电路
温度丈量电路如图3所示，丈量时选用数字温度传感器DS1820，将收集到的温度数据经过主芯片MSP430F149的P6.5引脚传送给主芯片。依据体系的需求和实际情况，选用外接电源供电方法，主芯片的P6.5脚用于DS1820的数据输入/输出引脚。
图3 温度丈量电路图
（2）压力丈量电路
压力丈量电路如图4所示。压力的丈量选用绝压传感器ASDX015，其收集模仿信号，并将模仿电压传入主芯片，经过主芯片的A/D转化模块将模仿信号转化为数字信号，所以有必要衔接在主芯片具有A/D转化功用的引脚上。MSP430F149的P6口具有8路A/D转化通道，压力传感器衔接于主芯片的P6.4引脚。在完成A/D转化功用时，运用内部参阅电压2.5V作为A/D转化的电压基准，可是压力传感器的输出规模为0～4V，所以在压力传感器的输出端需规划有分压电路。
图4 压力丈量电路图
