基于FPGA的超声波明渠流量计设计

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超声波流量测量在工业生产、环境保护、交通运输等领域占有非常重要的地位,为提高生产效率、保证产品质量和促进科技发展提供了重要的参考和依据。流量测量技术已被广泛应用于各个领域,超声波明渠流流量计作为其重要的分支主要被应用于工业的污水排放、治理,以及城市供水等方面。这些场合的共同特点都是被测的液体含有较多的杂质和具有较强的腐蚀性,而由于超声波明渠流量计属于非接触测量,故广泛应用于上述场合。  本文采用现场可编程门阵列(FPGA)设计一种超声波明渠流量计,其系统硬件核心为Altera公司的FPGA芯片EP2C8,由于FPGA运行速度快,且内部资源丰富,故在测量精度和速度上同传统流量计相比有显著提高。另外,丰富的逻辑资源减小了外围设备的开销,提高了系统的稳定性。  本文介绍了超声波流量计分类和发展历史,并对超声波换能器原理和测量方法做了研究;设计并分析整个系统的硬件电路,包括FPGA核心电路、存储电路、RS485通信电路及键盘显示电路等等;系统的软件部分采用的是在NIOSⅡ软核中编写程序来实现对流量计各个模块电路的控制和流量的采集;进行了实验研究及仿真,论证了该设计的先进性和良好的前景。
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