本次设计主要是采用高精度时间测量芯片TDC-GP2进行时间测量，优点是测量精度高，不用于传统式机械流量仪表。

论文从流量计的发展历史和发展背景到超声波流量计的原理及其特点在国内外发展状况，介绍了超声波流量计。超声波流量计的类型多种，例如：传播速度差法波束偏移法（包括：直接时差法、时差法、频差法、相位差法）、多普勒法、空间滤波法及噪声法等等，其中时差法使用广泛，测量精度相对较高。所以本设计采用时差法原理测量物体流速，可以准确计算顺时流量。

本实验详细介绍了超声波流量计和时差法并在理论基础上研究了超声波流量计的硬件电路与软件部分，其中所用的高精度时间测量芯片TDC-GP2和单片机STC89C58RD+是本设计核心的两个部分。

本设计硬件电路分为六个部分，分别为：时间测量芯片TDC-GP2及其外围电路、电路控制核心单片机STC89C58RD+、流量测量控制电路、电源稳压部分、LCM显示模块、蜂鸣器报警部分和串口通信部分。

时间测量芯片TDC-GP2的作用是测量超声波在顺、逆流时的精确传播时间，其精度可以达到ps级，完全满足本设计测量精度B级要求，其测量开始信号与结束信号分别由单片机和测量控制电路的过零比较器输出端提供。电路控制核心单片机STC89C58RD+用于发出测量命令，控制TDC-GP2芯片FIRE1或FIRE2端发出脉冲，并在TDC-GP2时间测量结束时读取测量数据并在中断服务程序中进行数据处理计算出瞬时流量值，还对流量值进行阈值报警以及LCM显示的控制。流量测量控制电路用于控制超声波的顺逆流发射状态以及接收超声波信号后对其进行滤波放大处理。它由模拟开关、过零比较器、异或门和滤波部分组成。通过单片机对模拟开关的使能控制，可以确定超声波发射时的状态，即顺流状态或逆流状态；异或门作为两输入单输出的逻辑器件可以保证FIRE1和FIRE2端发射的脉冲都可以输入到TDC-GP2芯片的START端作为测量开始信号；滤波部分可以滤除接收到的超声波信号的低频噪声；过零比较器由放大器组成，将接收到的超声波信号输出为TDC-GP2芯片可以识别的矩形波脉冲信号，以此信号作为测量结束信号输出给STOP1端。电源稳压部分可以准确稳压出3.3V电压，此电压可以供给......