提高超声波流量计测量精度探讨  七

计数和逻辑分析控制

在CPLD内部设计有四个计数器,一个主计数器,两个延时计数器和一个辅助计数器,主计数器的作用是测量传播时间,主计数器的计数频率采用80MHz时钟,用两个异或门得到两个相位差180度的时钟信号,这两个异或门分别在时钟的上升沿和下降沿产生状态变化,由这两个异或门的输出状态值来判断时钟信号停止时的电平值&从而实现计数精度提高一倍,即相当于倍频.其优点在于器件工作频率较低,器件的功耗也较低,而测量精度得到提高,计数总长度为24位,其中最低1位是相当于160MHz时钟（最低1位是由时钟停止时刻的电平状态确定的）,即最小计时精度为6.25ns，最长计时时间约为105ms,如果以超声波在水中的传播速度为1450m/s计算，传播距离最大约为150m。当接收到有效信号后，计数器停止计数，计数器高23位当前的状态就是计数频率为80MHz的计数值,此时计数时钟信号的状态也被保持下来,将此电平信号经过逻辑处理得到计数器的最低位,当计数器采用上升沿触发工作时,由于第一个时钟的上升沿到来时80MHz计数器的值加1,此时计时可能刚刚开始,即计数器最多可能会多计一个数.因此,传播时间应该在上述时间的基础上减去12.5ns.

超声波流量计