基于TMS320C6201的鋼軌超聲波探傷系統

　　同時(shí)C6201內部集成有多種外圍設備(peripherals),便于控制及和片外的存儲器、串行設備等進(jìn)行通訊。其4通道的自加載的DMA協(xié)處理器,可用于數據的DMA傳輸。多通道緩沖串口(McBSP)支持多種方式的傳輸接口,但利用DMA為其服務(wù)時(shí),串口數據讀寫(xiě)具有自動(dòng)緩沖能力。在開(kāi)發(fā)工具上,C6000獨有的匯編使得開(kāi)發(fā)者可以采用線(xiàn)性匯編語(yǔ)言得到近似標準匯編的性能, 降低了開(kāi)發(fā)難度。其JTAG端口支持為進(jìn)行系統軟件調試提供了方便。TI公司提供集成開(kāi)發(fā)環(huán)境 Code Compose Studio,為在有限的開(kāi)發(fā)周期內完成復雜開(kāi)發(fā)任務(wù)提供了一個(gè)強大的保障。 DSP處理器對采集后傳輸到緩沖區中的每幀數據進(jìn)行處理。其中包括每通道的數據處理及幀數據處理,判別的結果及波形數據存儲在和前端顯示用單片機通訊的緩沖區中。利用軟件中斷進(jìn)行和單片機的數據通訊。當判別有損傷時(shí),通過(guò)外部揚聲器進(jìn)行報警,同時(shí)在通訊幀中進(jìn)行標識。

　　3.3　前端顯示MCU設計

　　各個(gè)通道的超聲波信號經(jīng)過(guò)DSP處理后,可以判斷損傷的類(lèi)型(上斜,下斜,橫孔等),在發(fā)現損傷后,DSP通過(guò)I0進(jìn)行報警,同時(shí)處理后的數據傳入下位機系統。下位機采用PIC16F877單片機,通過(guò) SPEI協(xié)議與DSP的McBSP (Multi - channel Buffered Serial Port)進(jìn)行通訊。McBSP是TI公司 C6000系列的多通道緩沖串口,具有收發(fā)獨立的幀信號和時(shí)鐘信號,當利用DMA為McBSP服務(wù)時(shí), 串口數據讀寫(xiě)具有自動(dòng)緩沖能力。其支持SPI協(xié)議, SPI的4個(gè)接口信號是:串行數據輸入(D(R)/SDI, 主設備輸入,從設備輸出)、串行數據輸出(D(S)/ SDO,主設備輸出,從設備輸入)移位時(shí)鐘(SCK),從設備使能(SS)。

　　SPI接口的最大特點(diǎn)是由主設備信號的出現與否界定主從設備的通訊。一旦檢測到主設備時(shí)鐘信號,數據開(kāi)始傳輸。數據信號無(wú)效后,傳輸結束。在這期間,要求從設備必須被使能(SS信號保持有效)。我們將McBSP作為主控端(Master),PIC16F877作為從屬端(Slave),連結圖如圖5所示。今傳輸的內容根據我們自己定義的協(xié)議由單片機通過(guò)液晶顯示和損傷部分信號存入NVRAM中。液晶控制模塊選用SED1330,由單片機進(jìn)行控制顯示。在軟件實(shí)現上,開(kāi)辟了DSP與前端MCU的通訊緩沖區,DSP端設立了軟件中斷,調用McBSP進(jìn)行數據傳輸,DSP端緩沖區中數據通過(guò)SPI傳輸到MCU緩沖區中。MCU端通過(guò)一個(gè)48 ms定周期中斷進(jìn)行數據顯示,同時(shí)允許中斷嵌套。MCU在定周期中將緩沖區中傳輸的結果通過(guò)自己定義的協(xié)議進(jìn)行解釋,并將要顯示的結果放在邏輯緩沖區中,在經(jīng)過(guò)轉換成物理緩沖區,最后進(jìn)行顯示。

　　4　結論

　　利用更高性能的處理器作為儀器儀表的核心,同時(shí)在數據采集的基礎上加上實(shí)時(shí)數據處理,增加智能模式識別功能,是新一代的數字化儀器發(fā)展方向。本文介紹的基于DSP的鋼軌聲波探傷儀系統是基于先進(jìn)的信號處理器技術(shù)、數據采集技術(shù)和數據處理技術(shù)的有機結合。愿本文對大家在嵌入式系統研究方面有所啟發(fā)。

　　參考文獻

　　1　王敬東、王曉蕾、李永敏、徐貴華.新穎的便攜式數字化超聲波探傷儀.自動(dòng)化儀器儀表測控技術(shù),1999,(2)

　　2　TMS320C6201, TMS320C6201B DIGITALSIGNAL PROCESSORS Texas Instuments Incor-porated,1999

　　3　黃開(kāi)長(cháng)等譯.PIC16F87S數據手冊,2001(6)