明渠流量測量是流量檢測的一個重要分支,廣泛應(yīng)用于城市供水引水渠、污水治理流入和排放渠、工礦企業(yè)廢水排放以及農(nóng)業(yè)灌溉等場合。這些場合的被測液體大都具有較強的腐蝕性和較多的雜質(zhì),而超聲波明渠流量計采用非接觸法進行測量,因而在這些場合得到大量應(yīng)用。在目前的市場上,進口超聲波明渠流量計價格昂貴,而國產(chǎn)超聲波明渠流量計雖然價格低廉,但一般技術(shù)水平較低,在產(chǎn)品功能、測量精度和可靠性等方面和進口產(chǎn)品還有差距。為了設(shè)計出一種功能完善、精度和性價比較高的超聲波明渠流量計產(chǎn)品,本論文課題將FPGA(Field Programmable Gate Arrays,現(xiàn)場可編程門陣列)技術(shù)引入超聲波明渠流量計設(shè)計,提出了一種全新的基于FPGA和MCU模式的設(shè)計方案。系統(tǒng)以常用的8位增強型微控制器(MCU)為核心,充分發(fā)揮FPGA運行速度快、內(nèi)部資源豐富的優(yōu)勢,將其用于超聲波信號處理,能夠顯著提高計時精度,并實現(xiàn)一些抗干擾邏輯設(shè)計;系統(tǒng)不僅實現(xiàn)了流量測量的基本功能,也設(shè)計了顯示、鍵盤、串行通信、電流環(huán)輸出和繼電器輸出等完備的功能,能夠滿足絕大多數(shù)應(yīng)用場合的需要;在設(shè)計中,我們也兼顧了系統(tǒng)性能和器件成本的關(guān)系,有效地控制和降低了整套儀表的成本。從而圓滿完成了論文課題的設(shè)計任務(wù)。本學(xué)位論文各章節(jié)內(nèi)容安排如下:首先是前言,介紹本課題的項目背景、課題的目的和意義;**章流量測量概述。**章介紹系統(tǒng)的總體方案設(shè)計。第三章為系統(tǒng)硬件設(shè)計,詳細介紹主儀器和變送器系統(tǒng)硬件的設(shè)計思路和設(shè)計方案,第四章為系統(tǒng)軟件設(shè)計。介紹了變送器和主儀器系統(tǒng)軟件的總體設(shè)計。第五章為系統(tǒng)的開發(fā)與調(diào)試,簡要地介紹了本系統(tǒng)所采用的開發(fā)、調(diào)試工具。
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