基于NIOS II的便攜式超聲波流量計(jì)測控模塊設(shè)計(jì).pdf

1、本課題是基于FPGA嵌入式技術(shù)來進(jìn)行便攜式超聲波流量計(jì)的測控模塊研發(fā)，其中核心部件是Altera公司推出的32位軟核CPU NIOS Ⅱ。利用軟核CPU靈活定制，性能強(qiáng)大，能夠構(gòu)建片上系統(tǒng)，支持多處理器系統(tǒng)等優(yōu)點(diǎn)，來達(dá)到降低成本，減小體積，提高性能的設(shè)計(jì)目的。同時(shí)本系統(tǒng)還具有普通超聲波流量計(jì)非接觸式測量，測量精確可靠，無壓力損失等傳統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)，因此具有廣泛的應(yīng)用前景。
　　本課題設(shè)計(jì)的便攜式超聲波流量計(jì)采用時(shí)差法的測量原理，主要用來進(jìn)

2、行氣體或者液體的流速測量。為了提高測量精度，采用雙通道對發(fā)對收來測量流速，對測量數(shù)據(jù)采用加權(quán)算法進(jìn)行處理，并且可通過定制的液晶屏實(shí)時(shí)顯示出瞬時(shí)流量和累計(jì)流量的數(shù)據(jù)。
　　本文首先介紹了時(shí)差法測量的基本原理和系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)思路，然后完成SOPC外圍所需硬件電路的搭建。其中，本課題采用EP2C8Q208芯片來作為系統(tǒng)的核心部件，在芯片上構(gòu)建SOPC系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的控制和數(shù)據(jù)處理。本系統(tǒng)SOPC包括兩個(gè)軟核CPU，其中CPU1負(fù)責(zé)超

3、聲波信號的收發(fā)控制，CPU2負(fù)責(zé)計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)處理和顯示，兩個(gè)軟核CPU通過互斥核MUTEX來實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)共用資源的占用。通過NIOS IDE編寫兩個(gè)軟核CPU的程序，按照通用流程完成程序代碼的編寫調(diào)試。最后將SOPC系統(tǒng)和計(jì)時(shí)模塊都添加到一個(gè)工程文件中，進(jìn)行系統(tǒng)編譯。根據(jù)編譯信息，計(jì)算SDRAM時(shí)鐘相移并對工程設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，尤其是對時(shí)序的優(yōu)化，保證滿足各個(gè)接口的建立和保持時(shí)間。最后通過USB BLASTER下載線將工程下載到EPCS配置芯片中