基于TMS320C6201的鋼軌超聲波探傷系統

　　系統共有五個(gè)超聲波換能器,五個(gè)通道的超聲波信號經(jīng)前端電路的分時(shí)復用進(jìn)入信號處理部分。在沒(méi)有損傷的情況下,理想波形如圖3所示。

　　五個(gè)通道的復用頻率為400 Hz,每個(gè)采樣幀實(shí)際時(shí)間為1/400 s=2.5 ms,每個(gè)通道的采樣時(shí)間 0.5 ms。實(shí)際有效數據采樣時(shí)間為0.125 ms,采樣頻率為5 MHz,每通道的采樣數據2.5K,實(shí)際有效采樣數據幀為0.625K。通過(guò)向AD控制寄存器0× 3004000寫(xiě)入命令控制字0×13來(lái)啟動(dòng)A/D轉換。采樣數據由FPGA存儲到IDT7042中,其低12位為采樣值。當采集的數據達到2K時(shí),通過(guò)FPGA觸發(fā)DSP的INT7中斷,DSP進(jìn)入中斷處理程序,啟動(dòng)DMA,將數據利用DMA傳輸到外部擴展存儲器中。同時(shí),采集的數據傳輸到雙口RAM的另一個(gè)塊中。由上面的分析可知,由于采樣數據為2K時(shí)產(chǎn)生一次中斷,傳輸的數據中并非全部為有效超聲波信號,其中無(wú)效信號的傳輸會(huì )無(wú)故消耗系統的資源,增加信號處理的復雜度。所以對有效信號起點(diǎn)的判斷非常重要。采用軟件方法正確傳輸有效超聲波回波信息,流程圖見(jiàn)圖4。

　　系統剛進(jìn)入時(shí),全部傳輸雙口RAM中的2K 信號數據,通過(guò)對信號的分析,得出有效信號的起點(diǎn),下次就可以對有效信號進(jìn)行傳輸。這個(gè)過(guò)程,采集一定的數據幀數后重新進(jìn)行一次有效起點(diǎn)判斷, 實(shí)踐證明這樣可以抑止不斷地誤差積累。完全一幀信號采集傳輸完,就進(jìn)入信號處理部分。

　　3.2　DSP

　　系統選用的是美國TI(Texas Instrument,德州儀器)公司的TMS320C62014DSP芯片。 TMS320C6201是TI公司于1997年開(kāi)發(fā)的一種新型定點(diǎn)DSP芯片。其片內有8個(gè)并行的數據處理單元分為相同的2組。其采用甚長(cháng)指令集結構VLIW (Very Long Instruction Word),將每個(gè)指令包分配到8個(gè)單元并行處理,具有強大的處理能力。同時(shí), C6201的存儲器尋址空間為32位,除芯片內部集成的128Kbyte的內部程序存儲器和數據存儲器,還可由外部存儲接口EMIF(External Memory Inter- face)與高速大容量的同步動(dòng)態(tài)存儲器(SDRAM)、同步靜態(tài)突發(fā)存儲器(SBSRAM)進(jìn)行相連,還可以方便與用于程序存儲的靜態(tài)存儲器(SRAM)、只讀存儲器(EPROM,FLASH)相連。