在生产过程中,物位一直是一个非常重要的控制参数。随着工业生产流程的不断复杂化,传统物位仪表已经逐渐无法满足一些高端生产过程的要求。而新型智能仪表如超声波物位计的出现,弥补了这一不足。本文基于该研究背景,介绍了超声波物位计的相关理论和软硬件的研究与设计。在系统功能结构上,本文采用MSP430低功耗芯片作为系统的主控芯片,并以其丰富的片内资源作为控制的基础,实现了40kHz超声波驱动频率的调制及升压、回波信号的滤波放大及捕获、4-20mA电流信号的输出、LCD本地显示、键盘输入、HART通信以及远程数据下载及上传等功能。硬件电路设计过程中,根据仪表尺寸和功能分为接收电路、驱动电路、主控电路三个部分进行设计。通过对原始电路的不断改进和尝试来实现电路的优化和完善,并最终在Protel软件上实现具体化。软件程序以C语言在IAR开发环境中实现,依据模块式程序设计理念来保证功能模块在各自运行周期内的独立性和稳定性。最后的实验结果也证明了本文所设计的超声波物位系统,不仅符合了相关的仪表性能指标,同时也具有非常好的可靠性。本文的研究不仅可以提高国内相关领域内的科研技术发展,同时也可以为同类产品的研发带来一定的借鉴意义,能有效促进超声波物位计的发展。