研究了多通道時(shí)差法超聲波流量計(jì)的測量原理，介紹了流量計(jì)系統(tǒng)的硬件組成和實(shí)現(xiàn)
方法，概述了軟件功能和軟件流程設(shè)計(jì)。采用CPLD+AVR 單片機(jī)實(shí)現(xiàn)高精度計(jì)時(shí)、復(fù)雜邏輯控制以及采樣控制和多機(jī)通訊，以提高流量計(jì)測量系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性。
關(guān)鍵詞：CPLD；時(shí)差法；超聲波流量計(jì)；單片機(jī)
時(shí)差法超聲波流量計(jì)由于精度高，換能器結(jié)構(gòu)簡單，不影響流體流動形態(tài)而被廣泛應(yīng)用。
本設(shè)計(jì)中的超聲波流量計(jì)是一套由計(jì)算機(jī)控制的多通道時(shí)差法超聲波流量測量系統(tǒng)，可用于測量多個(gè)通道液體流速、瞬時(shí)流量和累計(jì)流量。
設(shè)計(jì)中采用了 ALTERA 公司生產(chǎn)的大規(guī)模復(fù)雜可編程邏輯器件（CPLD）：MAX7000S
系列EPM7128S。為了提高測量精度和穩(wěn)定性，利用CPLD 大規(guī)模復(fù)雜可編程特點(diǎn)，在邏輯電路中設(shè)計(jì)了發(fā)射波抑制電路、激勵(lì)脈寬可電調(diào)整電路和數(shù)字倍頻計(jì)數(shù)器電路。發(fā)射波抑制電路有效地抑制了發(fā)射激勵(lì)波的干擾；激勵(lì)脈寬可電調(diào)整電路能夠方便地適配不同特性探頭對激勵(lì)脈寬的要求；數(shù)字倍頻計(jì)數(shù)器電路提高了計(jì)時(shí)精度。由于CPLD 高速、高穩(wěn)定性、高可靠性和現(xiàn)場可編程的特點(diǎn)，大大提高了超聲波流量計(jì)測量系統(tǒng)的精度和可靠性。
主機(jī)使用新型高性能、低功耗、RISC 結(jié)構(gòu)、內(nèi)載FLASH 的AVR 單片機(jī)AT90S8515。
8515 帶有一個(gè)全雙工的通用串行異步收發(fā)器，可方便的與多臺儀表進(jìn)行通訊，從而實(shí)現(xiàn)分布式測量系統(tǒng)。
EPM7128S 內(nèi)部還設(shè)計(jì)有AT90S8515 的外擴(kuò)總線、譯碼電路和輸入輸出等接口。8515
以外擴(kuò)RAM 的訪問形式操作EPM7128S 內(nèi)部所有資源，進(jìn)行通道切換、控制采樣過程、讀取鍵盤等操作。
實(shí)現(xiàn)的主要功能有：測量8 個(gè)通道的流速、瞬時(shí)流量、累計(jì)流量，顯示出錯(cuò)報(bào)警等信息。