摘要：為解決深海環境信息采集問題，介紹一種基于MSP430F169的數據采集系統。本系統可實現對溫度、鹽度、壓力等信息的采集和存儲，并可上傳至上位機，通過人機界面進行動態曲線顯示、數據分析。系統采樣精度高，功耗低，一次充電可長期工作。并給出以MSP430F169為核心的硬件電路圖和關鍵源程序。經過海洋實驗證明，此系統可以完成對深海環境信息的采集。
關鍵詞：數據采集；SST25VF020；單片機；MSP430F169

海洋占地球表面的71％，是各國分別占有和世界共有的。世界海洋中有2．5億平方千米公海和國際海底區域，其中有豐富的共有海洋資源。海洋是富饒而未充分開發的資源寶庫。隨著陸地戰略資源的日益短缺，沿海各國不斷加大向海洋索取資源的力度和強度。因此，開發一種可采集深海環境信息的設備，對深入開發海洋資源，具有極其重要的作用。已有的深海環境信息采集系統有采樣精度低、功耗大等缺點，無法長期在水下工作，不適于深海勘探。本文提出的深海環境數據采集系統可用于4 000 m深海環境，不僅能對溫度、壓力、鹽度等信息進行采集，還可以自動存儲到Flash中，并上傳到上位機進行顯示、分析。該系統具有精度高、功耗低等優點，一次充電可工作一年左右，非常適合深海探測。

1 硬件電路設計
數據采集系統主要由主控制器、存儲器、時鐘信號模塊、A／D轉換模塊和傳感器模塊組成。主控制器是數據采集系統的核心，控制系統同時對3路傳感器信號進行采樣，將采集到的大量數據(2 M)存儲到Flash中，掉電數據不丟失。完成一個工作周期后，系統自動進入睡眠狀態。在設備出水后，工作人員可以通過人機界面對采集到的每路數據進行讀取，并進行動態曲線顯示，讀取后的數據自動存入上位機。同時，還可以通過人機界面設定下次工作時的系統睡眠時間和采樣時間間隔。系統整體結構框圖如圖1所示。

1．1 主控制器
NSP430是TI公司近幾年推出的16位系列單片機，采用了最新低功耗技術。NSP430F169工作在1．8～3．6 V電壓下，有正常工作模式(AM)和4種低功耗工作模式(LPN1、LPM2、LPM3、LPM4)，并可在各種工作模式之間切換。此外，MSP430F169單片機集成了多通道12 bit的A／D轉換、片內精密比較器、多個具有PWM功能的定時器、斜邊A／D轉換、片內USART、看門狗定時器、片內數控振蕩器(DCO)、大量的I／O端口以及大容量的片內存儲器，可以滿足絕大多數的應用需要。
1．2 存儲器
存儲器選用基于SPI通信模式的SST25VF020芯片，它是SST25VF系列產品中的一員，有以下特點：總容量為2 M；單電源讀和寫操作，工作電壓為2．7～3．3 V；低功耗，工作電流為7 mA，等待電流為3μA；時鐘頻率高達33 MHz，快速編程、快速擦除、快速讀取；小型一致閃區尺寸4 kB；數據保存100年；CMOS I／O兼容等。芯片引腳功能如表1所示。