论文题目: 基于FPGA和MCU模式的新型超声波明渠流量计设计
论文类型: 硕士论文
论文专业: 检测技术与自动化装置
作者: 陈大新
导师: 周杏鹏,胡学同
关键词: 超声,明渠流量计,现场可编程门阵列
文献来源: 东南大学
发表年度: 2005
论文摘要: 流量测量在工业生产、农田水利、环境保护、国防事业、交通运输等诸多领域中占有及其重要的地位,对于保证产品质量、提高生产效率、促进科学技术的发展都具有至关重要的作用。明渠流量测量是流量检测的一个重要分支,广泛应用于城市供水引水渠、污水治理流入和排放渠、工矿企业废水排放以及农业灌溉等场合。这些场合的被测液体大都具有较强的腐蚀性和较多的杂质,而超声波明渠流量计采用非接触法进行测量,因而在这些场合得到大量应用。在目前的市场上,进口超声波明渠流量计价格昂贵,而国产超声波明渠流量计虽然价格低廉,但一般技术水平较低,在产品功能、测量精度和可靠性等方面和进口产品还有差距。为了设计出一种功能完善、精度和性价比较高的超声波明渠流量计产品,本论文课题将FPGA(Field Programmable Gate Arrays,现场可编程门阵列)技术引入超声波明渠流量计设计,提出了一种全新的基于FPGA和MCU模式的设计方案。系统以常用的8位增强型微控制器(MCU)为核心,充分发挥FPGA运行速度快、内部资源丰富的优势,将其用于超声波信号处理,能够显著提高计时精度,并实现一些抗干扰逻辑设计;系统不仅实现了流量测量的基本功能,也设计了显示、键盘、串行通信、电流环输出和继电器输出等完备的功能,能够满足绝大多数应用场合的需要;在设计中,我们也兼顾了系统性能和器件成本的关系,有效地控制和降低了整套仪表的成本。从而圆满完成了论文课题的设计任务。本学位论文各章节内容安排如下:首先是前言,介绍本课题的项目背景、课题的目的和意义;第一章流量测量概述。第二章介绍系统的总体方案设计。第三章为系统硬件设计,详细介绍主仪器和变送器系统硬件的设计思路和设计方案,第四章为系统软件设计。介绍了变送器和主仪器系统软件的总体设计。第五章为系统的开发与调试,简要地介绍了本系统所采用的开发、调试工具。
论文目录:
中文摘要
英文摘要
前言
第一章 流量测量基础
1.1 流量测量的一些基本概念
1.2 明渠流量测量
1.2.1 明渠的定义
1.2.2 明渠流量计类型
1.3 超声波明渠流量计
1.3.1 超声回波测距
1.3.2 超声波液位计
1.3.3 超声波明渠流量计
第二章 系统总体方案设计
2.1 系统基本功能及技术指标
2.2 系统总体结构初步设计
2.3 FPGA 技术在系统设计中的应用
2.4 可编程逻辑器件
2.5 可编程逻辑器件的分类
2.6 FPGA 的结构和工作原理
2.7 FPGA 芯片选型
2.8 若干关键问题的确定
第三章 系统硬件部分设计
3.1 系统硬件设计概述
3.2 变送器硬件设计
3.2.1 中央处理器选型
3.2.2 FPGA 的应用
3.2.3 FPGA 内部逻辑电路设计
3.2.3.1 FPGA 内部逻辑电路设计
3.2.3.2 FPGA 内部逻辑电路设计方法
3.2.4 超声波收发电路设计
3.2.5 通信电路设计
3.2.6 看门狗电路设计
3.2.7 电源电路设计
3.3 主仪器硬件设计
3.3.1 显示电路设计
3.3.2 键盘扫描电路的设计
3.3.3 通信电路设计
3.3.4 电流环输出电路设计
3.3.5 实时时钟、看门狗和存储器设计
3.3.6 电源电路设计
3.4 印刷电路设计中的抗干扰措施
3.4.1 电源和地线抗干扰设计
3.4.2 其它抗干扰措施
第四章 系统软件部分设计
4.1 变送器软件设计
4.1.1 系统初始化模块设计
4.1.2 数据处理算法的设计
4.1.3 串行通信模块的设计
4.2 主仪器软件设计
4.2.1 初始化模块的设计
4.2.2 显示模块的设计
4.2.3 用查表计算法提高仪表的适用性
4.2.4 FM31256 的控制编程
4.2.4.1 FM31256 访问概述
4.2.4.2 访问FM31256存储器
4.2.4.3 访问实时时钟及看门狗
4.2.4.4 数据存取
4.2.5 电流环输出模块设计
4.3 C51 语言
第五章 系统的开发与调试
5.1 S51 单片机开发系统
5.2 MAX+PLUS II 集成开发环境
5.3 FLEX10K 系列器件的配置与下载
结束语
参考文献
致谢
作者在攻读硕士期间发表的论文
发布时间: 2007-06-11
参考文献
- [1].基于Intel16位MCU及CPLD的电磁流量计设计[D]. 李磊.西安电子科技大学2006
- [2].基于高性能16位MCU的电解质分析仪的设计[D]. 郑汉武.华东理工大学2011
- [3].基于MCU的心电监护系统的设计[D]. 闵珊.吉林大学2012
- [4].基于实时多任务操作系统的通用流量仪[D]. 毕东明.复旦大学2008
- [5].基于MSP430超低功耗MCU的便携式心电监护仪及其系统的研究[D]. 杨琦.福州大学2003
- [6].智能电磁流量计设计[D]. 宋海龙.西安电子科技大学2010
- [7].智能离心机通用开发平台的研究与实现[D]. 曾喜良.湖南大学2009
- [8].青藏铁路冻土地温的自动检测系统与建模研究[D]. 尚迎春.北京交通大学2008
相关论文
- [1].时差法超声波流量计的研究[D]. 兰纯纯.重庆大学2006
- [2].多脉冲时差法超声波流量计的设计与实现[D]. 闫菲.大连理工大学2006
- [3].基于超声波时差法管道流量计积分算法及实验研究[D]. 杨震.西安理工大学2006
- [4].超声波流量计的流速测量的研究[D]. 陈强.沈阳工业大学2007
- [5].基于嵌入式系统的超声波流量计设计[D]. 何青.武汉理工大学2005
- [6].基于DSP的超声波流量计[D]. 张俊.南京航空航天大学2005
- [7].基于FPGA的时差法超声波流量计系统的设计与实现[D]. 郑鹏.浙江大学2006
- [8].超声波气体流量计的研制[D]. 方翔.华中科技大学2004
- [9].时差法超声波流量计设计与研发[D]. 姜勇.浙江大学2006
- [10].超声波流量计的研制[D]. 陈静.西安科技大学2004
标签：超声论文; 明渠流量计论文; 现场可编程门阵列论文;