本文關(guān)鍵詞：基于FPGA和MCU模式的新型超聲波明渠流量計(jì)設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 流量測(cè)量在工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)田水利、環(huán)境保護(hù)、國(guó)防事業(yè)、交通運(yùn)輸?shù)戎T多領(lǐng)域中占有及其重要的地位,對(duì)于保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、促進(jìn)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展都具有至關(guān)重要的作用。明渠流量測(cè)量是流量檢測(cè)的一個(gè)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(chǎng)合。這些場(chǎng)合的被測(cè)液體大都具有較強(qiáng)的腐蝕性和較多的雜質(zhì),而超聲波明渠流量計(jì)采用非接觸法進(jìn)行測(cè)量,因而在這些場(chǎng)合得到大量應(yīng)用。在目前的市場(chǎng)上,進(jìn)口超聲波明渠流量計(jì)價(jià)格昂貴,而國(guó)產(chǎn)超聲波明渠流量計(jì)雖然價(jià)格低廉,但一般技術(shù)水平較低,在產(chǎn)品功能、測(cè)量精度和可靠性等方面和進(jìn)口產(chǎn)品還有差距。 為了設(shè)計(jì)出一種功能完善、精度和性價(jià)比較高的超聲波明渠流量計(jì)產(chǎn)品,本論文課題將FPGA(Field Programmable Gate Arrays,現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)技術(shù)引入超聲波明渠流量計(jì)設(shè)計(jì),提出了一種全新的基于FPGA和MCU模式的設(shè)計(jì)方案。系統(tǒng)以常用的8位增強(qiáng)型微控制器(MCU)為核心,充分發(fā)揮FPGA運(yùn)行速度快、內(nèi)部資源豐富的優(yōu)勢(shì),將其用于超聲波信號(hào)處理,能夠顯著提高計(jì)時(shí)精度,并實(shí)現(xiàn)一些抗干擾邏輯設(shè)計(jì);系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)了流量測(cè)量的基本功能,也設(shè)計(jì)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(chǎng)合的需要;在設(shè)計(jì)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(jì)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(xiàng)目背景、課題的目的和意義;第一章流量測(cè)量概述。第二章介紹系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)。第三章為系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì),詳細(xì)介紹主儀器和變送器系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)方案,第四章為系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。介紹了變送器和主儀器系統(tǒng)軟件的總體設(shè)計(jì)。第五章為系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與調(diào)試,簡(jiǎn)要地介紹了本系統(tǒng)所采用的開(kāi)發(fā)、調(diào)試工具。
【關(guān)鍵詞】：超聲 明渠流量計(jì) 現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2005
【分類號(hào)】：TH814
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• 英文摘要5-8
• 前言8-9
• 第一章 流量測(cè)量基礎(chǔ)9-16
• 1.1 流量測(cè)量的一些基本概念9-10
• 1.2 明渠流量測(cè)量10-14
• 1.2.1 明渠的定義10
• 1.2.2 明渠流量計(jì)類型10-14
• 1.3 超聲波明渠流量計(jì)14-16
• 1.3.1 超聲回波測(cè)距14
• 1.3.2 超聲波液位計(jì)14-15
• 1.3.3 超聲波明渠流量計(jì)15-16
• 第二章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)16-23
• 2.1 系統(tǒng)基本功能及技術(shù)指標(biāo)16
• 2.2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)初步設(shè)計(jì)16-17
• 2.3 FPGA 技術(shù)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用17-18
• 2.4 可編程邏輯器件18
• 2.5 可編程邏輯器件的分類18-19
• 2.6 FPGA 的結(jié)構(gòu)和工作原理19-20
• 2.7 FPGA 芯片選型20-21
• 2.8 若干關(guān)鍵問(wèn)題的確定21-23
• 第三章 系統(tǒng)硬件部分設(shè)計(jì)23-46
• 3.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)概述23-24
• 3.2 變送器硬件設(shè)計(jì)24-35
• 3.2.1 中央處理器選型24-25
• 3.2.2 FPGA 的應(yīng)用25-26
• 3.2.3 FPGA 內(nèi)部邏輯電路設(shè)計(jì)26-29
• 3.2.3.1 FPGA 內(nèi)部邏輯電路設(shè)計(jì)26-28
• 3.2.3.2 FPGA 內(nèi)部邏輯電路設(shè)計(jì)方法28-29
• 3.2.4 超聲波收發(fā)電路設(shè)計(jì)29-31
• 3.2.5 通信電路設(shè)計(jì)31-33
• 3.2.6 看門狗電路設(shè)計(jì)33-34
• 3.2.7 電源電路設(shè)計(jì)34-35
• 3.3 主儀器硬件設(shè)計(jì)35-44
• 3.3.1 顯示電路設(shè)計(jì)35-36
• 3.3.2 鍵盤掃描電路的設(shè)計(jì)36-37
• 3.3.3 通信電路設(shè)計(jì)37-39
• 3.3.4 電流環(huán)輸出電路設(shè)計(jì)39-41
• 3.3.5 實(shí)時(shí)時(shí)鐘、看門狗和存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)41-43
• 3.3.6 電源電路設(shè)計(jì)43-44
• 3.4 印刷電路設(shè)計(jì)中的抗干擾措施44-46
• 3.4.1 電源和地線抗干擾設(shè)計(jì)44
• 3.4.2 其它抗干擾措施44-46
• 第四章 系統(tǒng)軟件部分設(shè)計(jì)46-59
• 4.1 變送器軟件設(shè)計(jì)46-49
• 4.1.1 系統(tǒng)初始化模塊設(shè)計(jì)46-48
• 4.1.2 數(shù)據(jù)處理算法的設(shè)計(jì)48
• 4.1.3 串行通信模塊的設(shè)計(jì)48-49
• 4.2 主儀器軟件設(shè)計(jì)49-58
• 4.2.1 初始化模塊的設(shè)計(jì)51-53
• 4.2.2 顯示模塊的設(shè)計(jì)53-54
• 4.2.3 用查表計(jì)算法提高儀表的適用性54
• 4.2.4 FM31256 的控制編程54-57
• 4.2.4.1 FM31256 訪問(wèn)概述54-55
• 4.2.4.2 訪問(wèn)FM31256存儲(chǔ)器55
• 4.2.4.3 訪問(wèn)實(shí)時(shí)時(shí)鐘及看門狗55-56
• 4.2.4.4 數(shù)據(jù)存取56-57
• 4.2.5 電流環(huán)輸出模塊設(shè)計(jì)57-58
• 4.3 C51 語(yǔ)言58-59
• 第五章 系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與調(diào)試59-63
• 5.1 S51 單片機(jī)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)59-60
• 5.2 MAX+PLUS II 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境60
• 5.3 FLEX10K 系列器件的配置與下載60-63
• 結(jié)束語(yǔ)63-64
• 參考文獻(xiàn)64-65
• 致謝65-66
• 作者在攻讀碩士期間發(fā)表的論文66

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：255776