基于TMS320C6201的钢轨超声波探伤系统

　　系统共有五个超声波换能器,五个通道的超声波信号经前端电路的分时复用进入信号处理部分。在没有损伤的情况下,理想波形如图3所示。

　　五个通道的复用频率为400 Hz,每个采样帧实际时间为1/400 s=2.5 ms,每个通道的采样时间 0.5 ms。实际有效数据采样时间为0.125 ms,采样频率为5 MHz,每通道的采样数据2.5K,实际有效采样数据帧为0.625K。通过向AD控制寄存器0× 3004000写入命令控制字0×13来启动A/D转换。采样数据由FPGA存储到IDT7042中,其低12位为采样值。当采集的数据达到2K时,通过FPGA触发DSP的INT7中断,DSP进入中断处理程序,启动DMA,将数据利用DMA传输到外部扩展存储器中。同时,采集的数据传输到双口RAM的另一个块中。由上面的分析可知,由于采样数据为2K时产生一次中断,传输的数据中并非全部为有效超声波信号,其中无效信号的传输会无故消耗系统的资源,增加信号处理的复杂度。所以对有效信号起点的判断非常重要。采用软件方法正确传输有效超声波回波信息,流程图见图4。

　　系统刚进入时,全部传输双口RAM中的2K 信号数据,通过对信号的分析,得出有效信号的起点,下次就可以对有效信号进行传输。这个过程,采集一定的数据帧数后重新进行一次有效起点判断, 实践证明这样可以抑止不断地误差积累。完全一帧信号采集传输完,就进入信号处理部分。

　　3.2　DSP

　　系统选用的是美国TI(Texas Instrument,德州仪器)公司的TMS320C62014DSP芯片。TMS320C6201是TI公司于1997年开发的一种新型定点DSP芯片。其片内有8个并行的数据处理单元分为相同的2组。其采用甚长指令集结构VLIW (Very Long Instruction Word),将每个指令包分配到8个单元并行处理,具有强大的处理能力。同时, C6201的存储器寻址空间为32位,除芯片内部集成的128Kbyte的内部程序存储器和数据存储器,还可由外部存储接口EMIF(External Memory Inter- face)与高速大容量的同步动态存储器(SDRAM)、同步静态突发存储器(SBSRAM)进行相连,还可以方便与用于程序存储的静态存储器(SRAM)、只读存储器(EPROM,FLASH)相连。