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摘要:超声波在介质中传播时,会载上介质的运动信息,通过信号处理方法,将运动信息转换成流量信息,这就是超声波流量计的基本原理.同传统的流量计比起来,超声波流量计具有运行稳定性高、非接触测量、无压力损失、量程比宽、易于安装、节约能源等特点,是一种非常理想的工业流量计. 精确性和实时性是超声波流量测量技最基本的特征,而工业现场接收的超声波信号弱、环境噪声大的特点往往妨碍其特征的实现.在分析技术原理和国内外产品现状的基础上,本文给出了一种基于单片机的改进时差法的超声波流量计方案,据此进行软硬件设计,使系统满足精确性和实时性的要求. 本文以STC89C52单片机为核心,分别从换能器、数字信号处理电路和显示模块电路三部分进行了硬件设计,并针对可能出现的干扰提出硬件抗干扰措施. 在软件设计方面,模块化的设计方法被本文采取.主要有系统初始化模块、流量测量模块、数据采集模块、中断模块、显示模块和存储模块等.最后,对今后的工作做了展望. 理论表明,该系统是一个低成本高效能的设计,具有较高的理论研究和实际应用价值,并且本方案是可行的. 关键词:超声波流量计;STC89C52;时差法;
目录 摘要 Abstract 第1章 绪论-1 1.1超声波流量测量的意义-1 1.2超声波流量测量的发展现状-2 1.3本文内容-2 第2章 超声波流量测量原理-5 2.1 流量计的测量原理-5 2.2 时差法流量计的测量原理-5 2.3 正交相关法原理-8 2.4安装方式-9 2.5方案的确立-11 2.6 总体方案介绍-12 2.7本章总结-13 第3章 超声波流量测量系统的硬件设计-15 3.1 系统总体方案-15 3.2 主控STC89C52芯片-16 3.2.1 STC89C52单片机-16 3.2.2 管脚图和管脚功能-17 3.2.3 功能特性-19 3.2.4 时钟振荡特性-20 3.2.5 STC89C52的数据查询-20 3.2.6 基本电路-20 3.3 放大电路模块-21 3.4 正交转换电路-22 3.5 A/D模块-22 3.5.1 ADC0809模数转换芯片-22 3.5.2 A/D转换电路-24 3.4 LCD模块-25 3.5 供电模块-25 3.6 抗干扰设计-26 3.7本章总结-26 第4章 超声波测量软件系统的设计-27 4.1 信号预处理-27 4.2 滤波处理-27 4.3数据精度的控制-28 4.4主流程-28 4.5芯片的初始化-29 4.6 数据采集-30 4.7 流量测量模块-31 4.8 中断模块-32 4.9本章总结-33 第5章 结论及展望-35 参考文献-36 致谢-37 |