基于NiosII的便攜式超聲波流量計設(shè)計
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NioslI IDE完全支持C／C++，本系統(tǒng)采用的編程語言是標準C。添加必要的頭文件，編寫各個中斷服務(wù)程序以及子程序，就可以實現(xiàn)整個超聲波流量計的控制。
仿真NiosII設(shè)計包括3種方式：“NiosII IDE Debugger+Signal Tap II+物理板”的軟硬件聯(lián)調(diào)方式，“NiosII IDE Debugger+指令集仿真器ISS”的軟件調(diào)試方式(ISS可對部分組件建模)，使用Modelsim-Altera進行的RTL級的功能仿真方式(可以調(diào)試處理器及其外設(shè)之間的交互情況)。Debug的方式可以通過IDE里面的RunDebug As進行選擇。NiosII IDE也可以進行設(shè)置斷點，單步調(diào)試，觀察變量，內(nèi)存以及表達式的值等操作，在此不一一贅述。Debug之后還需要建立工程，若整個系統(tǒng)無錯，可以生成一個ELF文件，只有完整建立起來的系統(tǒng)才可以下載到FPGA的板上運行。具體實現(xiàn)方式是通過NiosII IDE里面的Project-Build Project來建立工程，結(jié)果會提示程序代碼總共占用了多少代碼，剩余多少的RAM空間，以及錯誤和警告提示。根據(jù)錯誤警告提示修改代碼，直至無錯完整地建立工程，這樣NiosIIIDE里面的工作就全部完成了。通過FPGA下載線將程序下載到FPGA板上，整個系統(tǒng)就可以完整地運行。
4 實驗結(jié)果及分析
將程序正確下載到FPGA板上，硬件正確連接，接上超聲波探頭，進行實驗。實驗結(jié)果表明，本系統(tǒng)可以準確地實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的控制，經(jīng)過信號處理的超聲波信號清晰穩(wěn)定，實驗結(jié)果能夠滿足系統(tǒng)的精度要求，效果良好。圖5即為實驗現(xiàn)場接收到的超聲波信號。圖6為比較電壓的信號圖。本文引用地址：http://www.butianyuan.cn/article/187622.htm
圖5中下方是經(jīng)過濾波之后的超聲波的發(fā)射和接收信號。可以看到信號清晰穩(wěn)定。上方的信號是經(jīng)過自動增益控制之后的超聲波回波信號，通過自動增益控制之后的接收信號可以穩(wěn)定在一定的幅度之內(nèi)，保證了系統(tǒng)對高精度計時的要求。
圖6中下方也是濾波之后的超聲波發(fā)射和接收信號。上方的信號為電壓比較器所產(chǎn)生的計時停止信號。當通過自動增益控制之后的接收信號達到電壓比較器的參考電壓時，電壓比較器便會產(chǎn)生一個計時停止信號，并發(fā)送給FPGA，這樣計時停止，便準確地測量了超聲波的傳播
時間。
實驗結(jié)果表明，本系統(tǒng)可以準確地實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的控制，經(jīng)過信號處理的超聲波信號清晰穩(wěn)定，實驗結(jié)果能夠滿足系統(tǒng)的精度要求，效果良好。
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