系统硬件框图
根据时差法测量的基本原理和时差信号小的特点，本课题研究的时差法超声波
流量计主要由两部分组成：时差信号采集部分和信号处理及人机接口部分。两部分均是以C51为核心，根据键盘发来的命令，进行相应的操作，主要完成超声波的发射和接收以及传播时间的测量，这部分主要由超声波发射电路、接收放大电路、顺逆流切换电路、电压比较电路、计数控制电路等组成；信号处理及人机接口部分也是一单片机C51为核心，主要负责对整个系统的控制、流量的计算还有人机接口服务，包括键盘、LED显示、数据存储等。其系统框图如图15所示： 发射电路 LED 主单片机 键盘 切换开关 时钟 信号计数电 数据存储器 调理 路 接收电路 V 图15 系统硬件结构框图 具体电路将在下一章详细介绍。这里大致介绍一下系统的工作过程：单片机收到键盘发出的测量命令后产生一定的波形，先对计数器清零，接着同步启动发射电路触发超声波换能器发射超声波脉冲，同时使计数电路开始对高频方波进行计数，在接收端接收到脉冲信号后一部分返回发射端代替同步信号触发发射电路再次发射超声波，另一部分进入分频电路进行分频，如此反复形成顺流发射的多脉冲声循环。当完成所定的多脉冲个数后，分频器产生一个信号，关断高频方波，使计数器停止计数。这个过程可以得到顺流传播的传播时间，用同样的方法可以得到逆流方向传播的时间，并通过并行口送到单片机上。单片机收到顺逆流的传播时间计数值后，采用数字滤波技术对这些时间信号进行滤波处理，并根据实际情况计算出相应的流速和流量，保存到存储器中，并送到LED上显示出来。