本文關(guān)鍵詞：基于嵌入式系統(tǒng)的超聲波流量計(jì)設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來(lái),隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,我國(guó)水資源也越來(lái)越珍貴,相應(yīng)的,對(duì)水量測(cè)量?jī)x器的精度的要求也就越來(lái)越高。無(wú)論工業(yè)生產(chǎn)中還是城市生活用水中,對(duì)于水流量的測(cè)量,都需要高精度、操作簡(jiǎn)便、成本低的測(cè)量?jī)x器。特別是工業(yè)中對(duì)一些具有腐蝕性的液體的流量測(cè)量,普通的流量計(jì)根本無(wú)法測(cè)量。而超聲波流量計(jì)采用非接觸式測(cè)量方法,能解決這類問(wèn)題。 超聲波流量計(jì)根據(jù)超聲波在流動(dòng)的流體中傳播的過(guò)程中會(huì)有流體的流速信息這一原理,再通過(guò)簡(jiǎn)便、可靠的信號(hào)處理方法,把這個(gè)流速信息轉(zhuǎn)換成流量信息。超聲波流量計(jì)與以往傳統(tǒng)的流量計(jì)相比,具有所要求的費(fèi)用低,安裝簡(jiǎn)便,不會(huì)改變流體的流動(dòng)狀態(tài),不產(chǎn)生附加阻力等優(yōu)點(diǎn),是一種非常理想的節(jié)能型流量計(jì)。然而,由于超聲波流量計(jì)只是在近幾十年才出現(xiàn)的一種新型儀表,還有很多地方不完善,沒(méi)有得到普遍的應(yīng)用,因而在科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展的今天,非常值得去進(jìn)行研究,這是本文選題的一大因素。 論文介紹了超聲波流量計(jì)的測(cè)量原理、硬件結(jié)構(gòu)以及相應(yīng)的軟件設(shè)計(jì)方法。在設(shè)計(jì)中,為了提高超聲波流量計(jì)的測(cè)量精度和可靠性,需要在設(shè)計(jì)的時(shí)候采用新型的檢測(cè)控制芯片和新的檢測(cè)理論。采用嵌入式設(shè)計(jì)方法。與普通的CPU芯片ARM芯片的處理速度更快,具有更強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力。采用數(shù)字鑒相技術(shù)來(lái)測(cè)量超聲波的傳播時(shí)間。系統(tǒng)中對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)的處理,除了常規(guī)的濾波電路外,還采用了自動(dòng)增益放大電路,來(lái)提高信號(hào)的可靠性。經(jīng)過(guò)濾波放大后的超聲波信號(hào),經(jīng)過(guò)開(kāi)窗處理,從中選擇出合理的一組信號(hào)作為檢測(cè)的有效信號(hào),來(lái)進(jìn)行鑒定相處理,檢測(cè)時(shí)差。對(duì)超聲波信號(hào)的處理電路,數(shù)字部分大都集成在Xilinx公司生產(chǎn)的XCR3128的CPLD芯片內(nèi)部。這樣使得大量的系統(tǒng)邏輯電路被集成,減少了分立元件的數(shù)量,系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)得到簡(jiǎn)化。分頻電路也集成在芯片內(nèi)部。由于系統(tǒng)的簡(jiǎn)化,系統(tǒng)的抗干擾能力大為提高,可靠性更強(qiáng)。
【關(guān)鍵詞】：超聲波流量計(jì) CPLD 嵌入式系統(tǒng) 數(shù)字鑒相器 自增益電路
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2005
【分類號(hào)】：TH814
【目錄】：

• 第1章 緒論7-13
• 1.1 研究意義7
• 1.2 相關(guān)技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀7-8
• 1.3 超聲波流量計(jì)相比與普通傳統(tǒng)流量計(jì)的優(yōu)勢(shì)8-9
• 1.4 超聲波流量計(jì)的種類及國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀9-11
• 1.5 論文研究的目的和主要內(nèi)容11-13
• 第2章 超聲波流量計(jì)的相關(guān)知識(shí)13-19
• 2.1 超聲波流量計(jì)的發(fā)展史13-14
• 2.2 超聲波和超聲波換能器的基本特性14-15
• 2.3 超聲波流量計(jì)的主要測(cè)量方法15-16
• 2.4 時(shí)差式超聲波流量計(jì)的聲學(xué)測(cè)量原理16-18
• 2.5 嵌入式超聲波流量計(jì)的測(cè)量步驟18
• 2.6 本章小結(jié)18-19
• 第3章 超聲波流量計(jì)的系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)19-23
• 3.1 系統(tǒng)概述19
• 3.2 流最計(jì)主機(jī)框圖19-21
• 3.3 系統(tǒng)主要性能指標(biāo)預(yù)定21-22
• 3.4 超聲波流量計(jì)的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)現(xiàn)22
• 3.5 本章小結(jié)22-23
• 第4章 超聲波流量計(jì)的硬件構(gòu)成23-47
• 4.1 ARM嵌入式簡(jiǎn)介23-24
• 4.2 ARM微處理器的寄存器結(jié)構(gòu)：24-25
• 4.3 S3C4480芯片簡(jiǎn)介25-29
• 4.4 ARM嵌入式系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)29-36
• 4.4.1 電源電路29
• 4.4.2 時(shí)序時(shí)鐘電路29-30
• 4.4.3 復(fù)位電路30-31
• 4.4.4 FLASH存儲(chǔ)器接口單元31-32
• 4.4.5 SDRAM接口單元32-34
• 4.4.6 RS232串行接口電路34-35
• 4.4.7 JTAG接口電路：35-36
• 4.5 信號(hào)處理電路中的放大和濾波電路設(shè)計(jì)36-38
• 4.6 超聲波流量計(jì)中自增益控制電路(AGC)的功能及原理38-40
• 4.7 CPLD電路設(shè)計(jì)40-46
• 4.7.1 CPLD芯片的優(yōu)勢(shì)、特點(diǎn)和設(shè)計(jì)思想40-42
• 4.7.2 CPLD中數(shù)字鑒相器的設(shè)計(jì)42-44
• 4.7.3 分頻器的設(shè)計(jì)44-45
• 4.7.4 開(kāi)窗技術(shù)在CPLD中的實(shí)現(xiàn)45-46
• 4.8 超聲波流量計(jì)中泵升電路功能和原理46
• 4.9 本章小結(jié)46-47
• 第5章 超聲波流量計(jì)的軟件系統(tǒng)構(gòu)成47-63
• 5.1 嵌入式操作系統(tǒng)的簡(jiǎn)介及特點(diǎn)47-48
• 5.2 嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核運(yùn)行方式48-50
• 5.3 嵌入式操作系統(tǒng)的進(jìn)程調(diào)度和多進(jìn)程處理50-51
• 5.4 嵌入式操作系統(tǒng)任務(wù)的創(chuàng)建51-52
• 5.5 嵌入式操作系統(tǒng)的啟動(dòng)代碼52-54
• 5.6 嵌入式操作系統(tǒng)的異常向量和中斷向量54-55
• 5.7 超聲波流量計(jì)程序設(shè)計(jì)55-62
• 5.7.1 按鍵顯示程序設(shè)計(jì)56
• 5.7.2 實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊程序設(shè)計(jì)56-57
• 5.7.3 串口通訊程序設(shè)計(jì)57-58
• 5.7.4 輸入輸出程序設(shè)計(jì)58
• 5.7.5 測(cè)量模塊58-62
• 5.8 本章小結(jié)62-63
• 第6章 結(jié)論與展望63-64
• 參考文獻(xiàn)64-66
• 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文66-67
• 致謝67

【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

1 呂國(guó)勝;基于ARM的時(shí)差法超聲波流量計(jì)設(shè)計(jì)[D];大連理工大學(xué);2010年

2 楊震;基于超聲波時(shí)差法管道流量計(jì)積分算法及實(shí)驗(yàn)研究[D];西安理工大學(xué);2006年

3 張英;生化分析儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];武漢理工大學(xué);2006年

4 文波;基于嵌入式系統(tǒng)的抽油機(jī)遠(yuǎn)程示功儀設(shè)計(jì)[D];武漢理工大學(xué);2006年

5 李輝;面向管道原油密度測(cè)量的超聲波飛越時(shí)間測(cè)量方法研究[D];北京化工大學(xué);2008年

6 顧斌;基于超聲波時(shí)差法檢測(cè)液壓系統(tǒng)流量計(jì)的研制[D];西安科技大學(xué);2009年

7 梁德福;時(shí)差法低功耗超聲波流量計(jì)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];華東理工大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：基于嵌入式系統(tǒng)的超聲波流量計(jì)設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：271869