超声波流量计多声道气体测量技术探讨 八十七

4.3.2 实验系统软件设计

（1）系统程序总体框图

与系统硬件组成相联系，可以看到单片机在整个系统中一直是控制核心。在整

个软件结构框图中（如图4-21 所示），系统软件设计包括：单片机初始化模块、超声发射接收及过零点值记录模块、相关运算模块、显示模块以及串口通讯模块。

（2）超声波发射、接收及信号过零检测

由4.1.1 节可知，实验系统中超声波激励单脉冲信号宽度为36.5μs，该信号可以通过编写一个延时程序来控制单片机P1.0 口的电平变换来得到。将P1.0 写‘0’，开始发射超声波信号，然后让计数器2开始计数，延迟36μs 后，将P1.0 写‘1’，即停止发射超声波信号；再延迟63μs后，定时器0 开始定时计数，同时计数器2 捕捉模式有效，当整形后的超声波信号有下降沿时，导致计数器2产生中断，此刻将RCAP2H 和RCAP2L的值保存起来，即为过零点的时刻值。

定时600μs 时间到了之后，停止计数器2 计数及将其中断屏蔽，结束记录过

程。由于超声波信号的周期为25μs，而超声波标准信号有4 个周期，进行

极性相关运算得到超声波信号的到达时间时，回波中包含的超声波周期数

应该在4 个周期以上，将定时设置为600μs 来记录得到的回波信号过零点

值，定时时间足够用来进行相关运算。

超声波流量计