SL20GB2-4X/V3 硬件系統設計
該檢測系統的硬件系統設計主要由超聲波換能器、CPLD功能、驅動發射、接收放大和過零比較等模塊組成。系統工作時，單片機先向CPLD發送指令，CPLD的內部PULSE功能模塊產生600 ns的驅動脈沖，同時CNT功能模塊開始計時：驅動脈沖進入驅動發射電路使超聲波換能器1產生超聲波信號；接收到的信號比較微弱，需通過由LF357和LM318組成的三級接收放大電路對其放大；將放大信號再通過由MAX903組成過零比較電路，從而為CLPD中的CNT功能模塊提供一個停止計時的高電平信號。將CNT中所計時的數據換算為時間，再由換能器2發送，換能器1接收。用CNT記錄另外一組時間數據，二者相減得到順流和逆流的聲時差△t,計算出系統的流速和流量。該檢測系統的關鍵是要得到準確的驅動脈沖和精確的順逆流時間。所以，選用Aher公司CPLD的MAXⅡ系列EMP240T100C5N,并配有100 MHz的晶體振蕩器，CPLD功能模塊是該系統硬件設計的核心。
3.1 CPLD功能模塊
CPLD功能模塊主要由6個子模塊組成，如圖2所示。它們都是利用VHDL語言編寫，各自的功能：DECODER子模塊是將單片機的指令經過解碼傳輸給CPLD內部各個子模塊；CNT子模塊負責計時；PULSE子模塊產生驅動脈沖：CNT_SP子模塊產生CNT的停止計時信號；SEL_2用于選取將CNT中的16位數據的前8位和后8位；TRIBUFFER可將SEL_2選擇的8位數據傳輸給單片機。
其工作流程如下：通過單片機的P2端口使CPLD工作。由PULSE子模塊發送特定脈沖信號驅動超聲波換能器，CPLD在發射脈沖的同時CNT子模塊開始計時，接收放大電路接收信號并經過零比較后，向CPLD的PULSE_ACT口提供停止計時的高電平信號。然后CPLD就將CNT中計時的16位數據以8位的形式通過SEL_2,TRIBUFFER再通
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