超声波气体流量计_电子信息工程.doc

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