基于NiosII的便攜式超聲波流量計(jì)設(shè)計(jì)
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NioslI IDE完全支持C／C++，本系統(tǒng)采用的編程語(yǔ)言是標(biāo)準(zhǔn)C。添加必要的頭文件，編寫(xiě)各個(gè)中斷服務(wù)程序以及子程序，就可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)超聲波流量計(jì)的控制。
仿真NiosII設(shè)計(jì)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(duì)部分組件建模)，使用Modelsim-Altera進(jìn)行的RTL級(jí)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(guò)IDE里面的RunDebug As進(jìn)行選擇。NiosII IDE也可以進(jìn)行設(shè)置斷點(diǎn)，單步調(diào)試，觀察變量，內(nèi)存以及表達(dá)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(gè)系統(tǒng)無(wú)錯(cuò)，可以生成一個(gè)ELF文件，只有完整建立起來(lái)的系統(tǒng)才可以下載到FPGA的板上運(yùn)行。具體實(shí)現(xiàn)方式是通過(guò)NiosII IDE里面的Project-Build Project來(lái)建立工程，結(jié)果會(huì)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(cuò)誤和警告提示。根據(jù)錯(cuò)誤警告提示修改代碼，直至無(wú)錯(cuò)完整地建立工程，這樣NiosIIIDE里面的工作就全部完成了。通過(guò)FPGA下載線將程序下載到FPGA板上，整個(gè)系統(tǒng)就可以完整地運(yùn)行。
4 實(shí)驗(yàn)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本系統(tǒng)可以準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的控制，經(jīng)過(guò)信號(hào)處理的超聲波信號(hào)清晰穩(wěn)定，實(shí)驗(yàn)結(jié)果能夠滿足系統(tǒng)的精度要求，效果良好。圖5即為實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)接收到的超聲波信號(hào)。圖6為比較電壓的信號(hào)圖。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/187622.htm
圖5中下方是經(jīng)過(guò)濾波之后的超聲波的發(fā)射和接收信號(hào)?？梢钥吹叫盘?hào)清晰穩(wěn)定。上方的信號(hào)是經(jīng)過(guò)自動(dòng)增益控制之后的超聲波回波信號(hào)，通過(guò)自動(dòng)增益控制之后的接收信號(hào)可以穩(wěn)定在一定的幅度之內(nèi)，保證了系統(tǒng)對(duì)高精度計(jì)時(shí)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(hào)。上方的信號(hào)為電壓比較器所產(chǎn)生的計(jì)時(shí)停止信號(hào)。當(dāng)通過(guò)自動(dòng)增益控制之后的接收信號(hào)達(dá)到電壓比較器的參考電壓時(shí)，電壓比較器便會(huì)產(chǎn)生一個(gè)計(jì)時(shí)停止信號(hào)，并發(fā)送給FPGA，這樣計(jì)時(shí)停止，便準(zhǔn)確地測(cè)量了超聲波的傳播
時(shí)間。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本系統(tǒng)可以準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的控制，經(jīng)過(guò)信號(hào)處理的超聲波信號(hào)清晰穩(wěn)定，實(shí)驗(yàn)結(jié)果能夠滿足系統(tǒng)的精度要求，效果良好。
評(píng)論