基于DSP的物體重量實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監測的研究

　　物體使彈簧產(chǎn)生的形變，通過(guò)傳動(dòng)裝置，使平面鏡轉動(dòng)一個(gè)角度，激光器產(chǎn)生的激光照射在平面鏡上不同的位置產(chǎn)生不同的反射光線(xiàn)，通過(guò)透鏡聚集到CCD上。CCD產(chǎn)生的電信號是視頻信號，需要對它進(jìn)行預處理。由于信號比較小，首先要進(jìn)行放大，然后還需要進(jìn)行抗混疊濾波。
　　信號經(jīng)過(guò)預處理后，還不能被DSP所接收。需要將信號進(jìn)行A／D數據轉換，在A(yíng)／D轉換時(shí)采用TI公司的A／D芯片TLC5510，這是一種高速A／D轉換器。A／D轉換是在DSP的控制下進(jìn)行的。
　　TLC5510的工作特點(diǎn)是：當采樣時(shí)鐘為高電平時(shí)，A／D轉換器處于跟蹤狀態(tài)；時(shí)鐘下降沿時(shí)，輸入信號被保持，A／D轉換器進(jìn)入轉換狀態(tài)，轉換數據延遲2．5個(gè)時(shí)鐘周期后在時(shí)鐘上升沿輸出。這樣，對于A(yíng)／D采樣，每一個(gè)時(shí)鐘到來(lái)時(shí)就會(huì )有采樣數據輸出。因此，TLC5510除了數據線(xiàn)外，還包含一個(gè)輸出允許接口信號。
　　數據采樣系統的關(guān)鍵是地址產(chǎn)生電路和采樣時(shí)鐘產(chǎn)生電路，傳統采樣大多借助邏輯芯片來(lái)分別實(shí)現這兩部分電路。而這里引入軟件采樣的概念，即，利用軟件編程的方法來(lái)分別產(chǎn)生A／D采樣所需的時(shí)鐘脈沖和地址信號?？刂撇蓸拥闹噶钊缦拢?br />LD起始地址，A
RPT每行采樣點(diǎn)數
WRITA Smem
　　本系統采用以TMS320C5409為核心的數據處理系統。TMS320C5409是16bit定點(diǎn)DSP，它使用改進(jìn)的哈佛結構，具有專(zhuān)用的硬件邏輯的CPU、片內存儲器、片內外圍設備以及一個(gè)高度專(zhuān)業(yè)化的指令集。在運算過(guò)程中，DSP以中斷方式讀取A／D采樣結果。整個(gè)系統是CCD傳感器光采樣與A／D數據采集、DSP數據處理三級流水線(xiàn)結構。CCD是串行輸出，DSP是成組使用數據，所以，要設置數據緩沖區存放AD采樣數據。數據存儲器中要劃出兩塊緩沖區分別進(jìn)行數據采樣與處理，緩沖區的切換通過(guò)軟件實(shí)現，即，當其中一塊進(jìn)行AD采樣時(shí)，另一塊同時(shí)對前一時(shí)刻的AD轉換數據進(jìn)行數據處理。

4　數據處理
　　在數據處理中，CCD圖像傳感器分奇偶場(chǎng)輸出電信號。首先，將未處理的電信號存到先入先出（FIFO）緩沖器，DSP從FIFO中取數字信號時(shí)，就可以實(shí)現數據的實(shí)時(shí)處理。一個(gè)目標通常覆蓋了連續幾行上的像元，每個(gè)目標在覆蓋行上的起始位置和連續幾個(gè)像元處的強度值已存在FIFO中。實(shí)時(shí)算法每次只需FIFO中連續兩行的目標信號，比較當前行和前一行上目標起始位置和終止位置，即可確定一個(gè)目標的構成是剛開(kāi)始還是在繼續或是已完成，直到所有行數據處理完畢，這樣，所有目標像點(diǎn)的坐標就計算出來(lái)了。算法流程圖如圖3所示。它們的重心坐標公式如下：

其中，Xc、Yc為二維重心坐標，Xi、Yi為第i個(gè)像元的序號，Vi為第i個(gè)像元對應的信號幅值。
　　DSP采用重心算法對目標位置y′進(jìn)行計算時(shí)，AD采樣選用8bit的AD芯片，系統檢測精度可達到1μm以下?？梢?jiàn)，系統誤差非常小，測量很準確。
5　結束語(yǔ)
本系統硬件簡(jiǎn)單，功能強大，接口方便。高速的A／D轉換器的采樣速率也很容易用軟件來(lái)控制，DSP系統運行速度高、編程很靈活、穩定性好、可重復性好、集成也方便。特別是所采用的重心算法，具有算法簡(jiǎn)單，運算速度快等優(yōu)點(diǎn)。本系統不僅可用于測量橋梁載重，而且可用于測量運動(dòng)物體（煤車(chē)、火車(chē)等）是否超重，具有較高的測量精度和實(shí)時(shí)性。

參考文獻

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