基于TMS320C6201的鋼軌超聲波探傷系統(tǒng)

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

　　五個通道的復用頻率為400 Hz,每個采樣幀實際時間為1/400 s=2.5 ms,每個通道的采樣時間 0.5 ms。實際有效數(shù)據(jù)采樣時間為0.125 ms,采樣頻率為5 MHz,每通道的采樣數(shù)據(jù)2.5K,實際有效采樣數(shù)據(jù)幀為0.625K。通過向AD控制寄存器0× 3004000寫入命令控制字0×13來啟動A/D轉(zhuǎn)換。采樣數(shù)據(jù)由FPGA存儲到IDT7042中,其低12位為采樣值。當采集的數(shù)據(jù)達到2K時,通過FPGA觸發(fā)DSP的INT7中斷,DSP進入中斷處理程序,啟動DMA,將數(shù)據(jù)利用DMA傳輸?shù)酵獠繑U展存儲器中。同時,采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫p口RAM的另一個塊中。由上面的分析可知,由于采樣數(shù)據(jù)為2K時產(chǎn)生一次中斷,傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中并非全部為有效超聲波信號,其中無效信號的傳輸會無故消耗系統(tǒng)的資源,增加信號處理的復雜度。所以對有效信號起點的判斷非常重要。采用軟件方法正確傳輸有效超聲波回波信息,流程圖見圖4。

　　系統(tǒng)剛進入時,全部傳輸雙口RAM中的2K 信號數(shù)據(jù),通過對信號的分析,得出有效信號的起點,下次就可以對有效信號進行傳輸。這個過程,采集一定的數(shù)據(jù)幀數(shù)后重新進行一次有效起點判斷, 實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,就進入信號處理部分。

　　3.2　DSP

　　系統(tǒng)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年開發(fā)的一種新型定點DSP芯片。其片內(nèi)有8個并行的數(shù)據(jù)處理單元分為相同的2組。其采用甚長指令集結(jié)構(gòu)VLIW (Very Long Instruction Word),將每個指令包分配到8個單元并行處理,具有強大的處理能力。同時, C6201的存儲器尋址空間為32位,除芯片內(nèi)部集成的128Kbyte的內(nèi)部程序存儲器和數(shù)據(jù)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態(tài)存儲器(SDRAM)、同步靜態(tài)突發(fā)存儲器(SBSRAM)進行相連,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。