超聲波氣體流量計(jì)研發(fā)探討 十五

本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如下：

1．適用于超聲波氣體流量計(jì)系統(tǒng)的高速計(jì)時(shí)電路設(shè)計(jì)。本課題中，超聲波頻率為125KHz，即一個(gè)周期為8us。計(jì)時(shí)器電路在FPGA內(nèi)部集成，主時(shí)鐘為50MHz，一個(gè)時(shí)鐘周期為20us。這種計(jì)時(shí)電路設(shè)計(jì)的理論精度為20／8000=O．25％，完全滿足系統(tǒng)對(duì)計(jì)時(shí)電路的設(shè)計(jì)要求。

2．單片機(jī)+FPGA結(jié)構(gòu)的高集成度電路設(shè)計(jì)。單片機(jī)完成計(jì)算、外圍電路控制等功能；FPGA集成系統(tǒng)內(nèi)部大量數(shù)字電路，代替了分立元件，簡(jiǎn)化系統(tǒng)硬件復(fù)雜性，提高數(shù)字電路可靠性。為了充分利用FPGA內(nèi)部資源以及它的高速性能，AGC自動(dòng)增益控制環(huán)節(jié)的邏輯控制與算法實(shí)現(xiàn)由FPGA完成。

3．電路柔性化設(shè)計(jì)。很多儀表系統(tǒng)中的數(shù)字電路一經(jīng)設(shè)計(jì)后就不能隨意改變，硬件可升級(jí)性不強(qiáng)。本系統(tǒng)中數(shù)字電路在FPGA內(nèi)部設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，FPGA是基于靜態(tài)RAM的可編程器件，只需改變配置電路中Flash ROM存儲(chǔ)器中的程序即可改變FPGA內(nèi)部電路設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)方法便于系統(tǒng)硬件更新，提高系統(tǒng)硬件可升級(jí)性。

超聲波流量計(jì)