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智能型涡街流量计硬件系统及软件系统的研制与研究

作　者: 付媛媛
导　师: 王玉田
学　校: 燕山大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 卡门涡街流量计 ZOOM-FFT 低功耗传感器数字信号处理器
分类号: TH814
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 28次
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内容摘要

涡街流量计以卡门涡街原理为基础，与其他流量计相比，特点鲜明，优势突出。自二十世纪七十年代以来得到了迅速的发展，但抗干扰性能不佳、流量计量下限较高的缺点是制约涡街流量计发展的主要因素。本文的研究从涡街流量计的原理与基本结构入手，以整体系统硬件部分和软件部分的实现为论述重点；基于传统涡街信号处理方式的缺点，采用了基于整数倍抽取的频谱细化技术ZOOM-FFT算法，提高了FFT算法的分辨率；采用单片机与DSP相结合的双核处理技术可同时满足系统稳定性和实时性的需要；为保证两个处理器间的相互协调，高效工作，充分利用HPI口完成信号处理器与控制器间的信息传输与信号传递，将微功耗的设计理念渗透到系统各部分设计之中，最终完成了传感器信号通过单片机处理后在液晶显示器中的呈现。通过理论验证，本文所设计的涡街流量计在双处理器的协调配合下能够高效、准确地完成流量测量任务，且操作方式简单易行，实现了最初的智能化设计要求。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-20
  1.1 课题背景  9-10
  1.2 流量计的分类  10-15
  1.3 智能型涡街流量计  15-18
    1.3.1 涡街流量计发展历程  15
    1.3.2 智能型涡街流量计的特点  15-16
    1.3.3 智能型涡街流量计常见问题及解决方法  16-18
  1.4 研究目的和意义  18-19
  1.5 本章小结  19-20
第2章涡街流量计的工作原理及检测方法  20-26
  2.1 涡街流量计测量原理  20-22
  2.2 涡街流量计的组成结构  22-24
  2.3 涡街流量计基本检测方法  24-25
  2.4 本章小结  25-26
第3章基于 ZOOM-FFT 算法的涡街流量计信号处理  26-34
  3.1 FFT 算法  26-29
  3.2 整数倍抽取法降低采样率原理  29-31
    3.2.1 抽取过程的时域分析  29-30
    3.2.2 抽取过程的频域分析  30
    3.2.3 整数倍抽取过程的实际应用  30-31
  3.3 ZOOM-FFT  31-33
  3.4 本章小结  33-34
第4章涡街流量计信号处理系统的硬件设计  34-48
  4.1 系统硬件电路整体设计  34-35
    4.1.1 系统整体结构  34
    4.1.2 设计思想  34-35
  4.2 基于 DSP 的信号处理电路设计  35-39
    4.2.1 DSP 选型  35-36
    4.2.2 信号处理电路组成  36-39
  4.3 单片机控制电路设计  39-43
    4.3.1 单片机选择  39-40
    4.3.2 控制电路组成  40-43
  4.4 MSP430 单片机与 DSP 的通讯接口设计  43-46
  4.5 本章小结  46-48
第5章涡街流量计信号处理系统的软件设计  48-63
  5.1 系统软件总体设计  48-49
  5.2 HPI 通信程序设计  49-53
  5.3 CCS 数字信号处理程序设计  53-57
    5.3.1 工程文件配置  53-54
    5.3.2 CCS 环境下的 DSP 程序设计  54-57
  5.4 控制程序设计  57-59
  5.5 Boot Loader 程序设计  59-61
  5.6 本章小结  61-63
结论  63-65
参考文献  65-68
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果  68-69
致谢  69-70
作者简介  70

智能型涡街流量计硬件系统及软件系统的研制与研究

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