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为了解决现有超声波测风仪测量精度小、电路设计复杂、霜雪等恶劣天气测量误差大等问题,设计一款基于TDC-GP22的高精度超声波风速风向测量仪,时间测量精度可以达到22 ps,采用小波阈值降噪法处理测量数据有效地剔除电磁干扰、空气中固体颗粒对信号的反射等测量误差。给出以STM32F407和TDC-GP22为核心控制芯片的系统总体框架设计,详细论述超声波驱动发射、高精度时间差测量、信号调理、探头自动加热、数据去噪的具体实现过程。测试结果表明,该系统的测量精度和可靠性满足要求。