本文關(guān)鍵詞：基于TMS320超聲波流量計測控平臺開發(fā)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：超聲波流量計是一種非接觸式儀表,與傳統(tǒng)的流量計相比,具有機械結(jié)構(gòu)簡單,測量過程不受溫度、壓力、密度等一些外部參數(shù)的影響等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于天然氣、石油和自來水控制等工業(yè)和生活領(lǐng)域。普通的超聲波流量計是基于單片機信號處理系統(tǒng),近20年來隨著集成電路和數(shù)字信號處理技術(shù)的飛速發(fā)展,基于DSP芯片的超聲波流量計應(yīng)用越來越多。與以往的超聲波流量計相比,它解決了通過硬件電路進(jìn)行測量的瓶頸,提高了測量精度,可通過一個DSP芯片完成控制、計時和檢測的多重任務(wù),大大地簡化了系統(tǒng)電路。 本課題是基于TI公司的一款DSP芯片TMS320F28335來實現(xiàn)超聲波流量計測控平臺的開發(fā)。該平臺的硬件數(shù)字電路部分主要是以這款芯片為核心,完成控制、高精度計時、自動增益算法和超聲波信號到達(dá)時刻檢測等。模擬部分主要有原始信號的放大電路、二階有源濾波電路、自動增益電路和電壓調(diào)整電路等。整個電路系統(tǒng)中有模數(shù)混合信號,要通過合理布局PCB板,有效地消除干擾噪聲。 在TMS320F28335內(nèi)部使用了多項式擬合算法來替代原有的自動增益控制算法,保證每次被采樣的超聲波信號的幅值基本一樣。在保證計算精度的條件下,提高了計算速度,減少了對芯片內(nèi)部CPU的利用。還設(shè)計出了基于拉格朗日插值法的超聲波信號的到達(dá)時刻檢測算法,提高了到達(dá)時刻的檢測精度,進(jìn)而提高了通過計算得出的流體瞬時流速和流量。 本課題完成了對超聲波流量計的理論研究和驗證、軟硬件設(shè)計、算法誤差分析和整機調(diào)試,達(dá)到了要求的測量精度,完成了設(shè)計的預(yù)定目標(biāo),并給出了測控平臺的改進(jìn)建議�；贒SP的超聲波流量計具有較大的市場潛力和廣闊的應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：超聲波流量計 TMS320F28335 拉格朗日插值 數(shù)字信號處理
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TH814.92
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-14
• 1.1 超聲波流量計發(fā)展歷史與國內(nèi)外現(xiàn)狀9-10
• 1.2 課題的研究背景及應(yīng)用意義10-12
• 1.3 本課題研究內(nèi)容12-14
• 第二章 超聲波流量計測控平臺理論分析14-21
• 2.1 超聲波簡介14-15
• 2.2 超聲波流量計測量原理15-20
• 2.2.1 時差法測量原理15-17
• 2.2.2 相位差法測量原理17-18
• 2.2.3 多普勒法測量原理18-20
• 2.3 小結(jié)20-21
• 第三章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計21-26
• 3.1 系統(tǒng)設(shè)計方案的確立21-22
• 3.2 硬件部分設(shè)計22-23
• 3.3 軟件部分設(shè)計23-25
• 3.4 小結(jié)25-26
• 第四章 測控平臺的硬件電路設(shè)計26-44
• 4.1 模擬電路部分設(shè)計26-32
• 4.1.1 回波信號前置放大電路26-27
• 4.1.2 二階有源濾波電路27-30
• 4.1.3 峰值采樣保持電路和電壓調(diào)整電路30-31
• 4.1.4 自動增益控制（AGC）電路31-32
• 4.2 數(shù)字電路部分設(shè)計32-42
• 4.2.1 DSP(TMS320F28335)電路系統(tǒng)設(shè)計33-39
• 4.2.2 D/A 轉(zhuǎn)換電路設(shè)計39-41
• 4.2.3 串行接口電路設(shè)計41-42
• 4.3 系統(tǒng)電源電路42-43
• 4.4 小結(jié)43-44
• 第五章 測控平臺的軟件設(shè)計44-61
• 5.1 集成開發(fā)環(huán)境CCS 介紹44-47
• 5.2 軟件設(shè)計總體方案47-49
• 5.3 TMS320F28335 對外圍電路的軟件控制49-51
• 5.4 回波信號A/D 采樣部分的軟件設(shè)計51-54
• 5.5 數(shù)字信號處理部分的算法及軟件設(shè)計54-59
• 5.5.1 超聲波信號檢測算法55-57
• 5.5.2 自動增益控制算法57-59
• 5.6 串口通信模塊的軟件設(shè)計59-60
• 5.7 小結(jié)60-61
• 第六章 誤差與數(shù)據(jù)分析61-71
• 6.1 算法誤差分析61-64
• 6.1.1 自動增益控制算法誤差分析61-63
• 6.1.2 超聲波回波信號檢測算法誤差分析63-64
• 6.2 實驗調(diào)試及測量數(shù)據(jù)分析64-70
• 6.2.1 實驗調(diào)試過程中的波形圖64-66
• 6.2.2 自動增益控制相關(guān)數(shù)據(jù)66-68
• 6.2.3 超聲波回波信號達(dá)到時刻檢測數(shù)據(jù)68-70
• 6.3 小結(jié)70-71
• 第七章 結(jié)論與展望71-72
• 致謝72-73
• 參考文獻(xiàn)73-75
• 攻碩期間取得的研究成果75-76
• 附錄76-77

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：346489