基于DSP技术的超声波检测系统的研究

发布时间：2023-03-04 05:46

　　随着超声波检测理论的成熟和现代集成电路的发展,超声波检测技术以其快速、准确、无污染、低成本等特点成为国内外应用最广泛、使用频率最高以及发展迅速的一种无损检测技术。 本文在认真调研和深入分析的基础上,对现有的超声波检测系统所存在的问题提出了一种全新的解决方案,将以DSP为核心的数字信号处理技术应用到超声波检测仪中,它相比较旧式模拟声波检测仪有很多优点:检测的结果可以转存到其他的存储设备中(本系统用SD卡来存储)并且可以通过USB口转存到计算机中,便于日后进一步分析;可以在检测的过程中对采集到的数据实时进行各种处理算法,实现更强大的处理功能,使检测的结果更加准确;用TFT液晶屏显示代替传统的示波管显示,操作界面更加友好,显示内容更加丰富,与键盘/光电旋钮接口电路配合,组成一个强大的人机交互系统。 本文首先对超声检测理论与技术进行了仔细研究,并在此基础上提出了基于DSP的超声波检测系统的总体设计方案,为硬件和软件的设计奠定了基础。其次详细叙述了基于DSP的超声波检测系统的总体硬件设计,系统由模拟电路和数字电路组成,模拟电路完成超声波的发射接收及接收信号的放大、滤波,数字电路完成信号的采集处理...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 超声波检测技术的历史和发展现状
    1.2 超声波检测技术的优势
    1.3 本课题研究的意义和主要内容
2 超声波检测技术物理基础及原理
    2.1 超声波检测技术物理基础
    2.2 超声波传感器
    2.3 超声波检测的基本方法
    2.4 基于DSP 的超声波检测系统原理及总体设计
3 系统总体硬件实现
    3.1 超声波的发射和接收
    3.2 数据采集模块设计
        3.2.1 高速A/D 转换芯片AD9224 简介
        3.2.2 AD9224 接口电路设计
    3.3 DSP 芯片的选择及其特点
    3.4 DSP 硬件系统设计
        3.4.1 电源设计
        3.4.2 复位设计
        3.4.3 时钟电路
        3.4.4 外部存储器接口
        3.4.5 仿真接口设计
    3.5 USB 接口设计
        3.5.1 TMS320VC5509A USB 模块简介
        3.5.2 USB 接口电路设计
    3.6 SD 卡接口设计
        3.6.1 TMS320VC5509A MMC 控制器
        3.6.2 SD 卡与DSP 接口
    3.7 人机交互接口部分
        3.7.1 液晶显示模块
        3.7.2 键盘和光电旋钮模块
    3.8 可编程逻辑器件方案
        3.8.1 可编程逻辑器件的选择
        3.8.2 EP1C12Q240 介绍
        3.8.3 FPGA 的配置方案
4 系统软件设计
    4.1 软件设计的要求及主要功能
    4.2 DSP 软件设计
        4.2.1 DSP 软件设计基础
        4.2.2 DSP 编程语言
        4.2.3 调试环境代码编译器CCS（Code Composer Studio）
        4.2.4 DSP 系统程序设计
    4.3 液晶显示程序设计
    4.4 SD 卡文件系统实现
        4.4.1 SD 卡底层读写原理
        4.4.2 SD 卡文件系统简介
        4.4.3 SD 卡文件系统实现
    4.5 USB 程序设计
        4.5.1 USB 初始化配置
        4.5.2 传输方式的实现
        4.5.3 USB 设备固件协议栈
    4.6 FLASH 的编程
        4.6.1 TMS320VC5509A 的SPI 引导模式
        4.6.2 数据烧写程序设计
        4.6.3 程序的烧写实现
    4.7 数据处理模块实现
5 系统总结与改进
    5.1 本文完成的主要工作
    5.2 存在的不足及改进
致谢
参考文献
附录
    附录A 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录
    附录B 作者在攻读硕士学位期间取得的科研成果目录
    附录C 液晶显示算法程序
    附录D FLASH 操作程序
    附录E FFT 算法程序
    附录F 超声波检测系统实物图



本文编号：3753826