1. 数据采集单元

　　原始的相位差、周期、温度等信号需要经过数字化后才可进行进一步处理。由检测管产生的两路有相位差的正弦信号通过模拟部分的处理生成两路同周期、有相位差的方波信号，连同温度传感器产生的温度信号送至数据采集单元。在这里，它们被数字化采样，而后进行帧编码再存储于FIFO中。

2. 数据处理单元

　　数据处理单元主要功能是通过对相位差、周期、温度等数据的处理以获得流体的瞬时流速、密度以及累计流量等数据。利用通过线性拟合所得到的相位差与瞬时流量以及周期与流体密度的关系式，可以得到初步的流速及密度值。但由于存在零流量相位差以及温度对流体质量流量的影响，所以必须对初步值进行零点校正与温度补偿，从而得到流体流速与密度值。通过对流体流速及累计时间的统计可以测量质量流量值。

3. 控制单元

　　控制单元为系统的控制核心，控制整个数字部分的时序，使各部分稳定正常工作。其完成的控制主要有：中断控制与复用、数据存储中的时分复用、读写控制、数据传输控制以及产生系统中各芯片的主要使能信号。比如，系统为响应外部功能键而对单片机中断的复用；对FIFO的读写时序与数据线上有效数据的时序配合；数据输出与对外通信的时序逻辑，这些功能均在PLD中实现。

4. 数据传输单元

　　数据传输单元主要实现本系统与PC机的串行通信。一方面，它将信号处理单元所得到的流速、密度、流量等数据传输至PC机进行进一步的高级处理；另一方面，它将PC机所发出的控制指令传送至控制单元以对系统工作进行控制。

5. 意外保护单元

　　这里所说的意外主要是指在实际环境中发生的意外掉电的情况。特别是累计流量值，如果不加以意外保护则无法连续统计因而达不到监测效果。意外保护单元在意外发生时对数据现场进行保护，并在重新来电时恢复现场。

关键技术

　　超大规模的可编程逻辑器件PLD是80年代出现的新技术，它具有反复可编程的特点，即只要改变器件的配置数据就可以改变器件的逻辑功能，并且一块芯片可多次重复使用。这给系统硬件设计带来极大方便，大大减少了开发成本。在本系统中，数据采集单元以及系统控制核心都由PLD实现。

图3 电路原理图