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1、第3期微處理機(jī)No．32015年6月MICROPROCESSORSJun．，2015基于ARM的超聲信號(hào)采集系統(tǒng)睪謝友鵬，韓慶邦，鮑娜，殷澄，朱昌平(河海大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)學(xué)院，常州213022)摘要：給出了一種基于ARM的超聲信號(hào)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，介紹了該方案中各個(gè)功能模塊的具體實(shí)現(xiàn)，以意法半導(dǎo)體公司的ARM控制器作為核心器件，根據(jù)Pc端上位機(jī)下發(fā)的控制指令實(shí)現(xiàn)對(duì)最多16路超聲波信號(hào)進(jìn)行放大和采集，并將超聲波數(shù)據(jù)傳送至PC端進(jìn)行顯示。系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔，具有較強(qiáng)的靈活性和擴(kuò)展性。系統(tǒng)的成本與目前市場(chǎng)上的同類產(chǎn)品相比要低很多。介紹了系統(tǒng)的整體架構(gòu)，論證了超聲信號(hào)的放大和采集設(shè)計(jì)方案。實(shí)際
2、測(cè)試結(jié)果表明，系統(tǒng)能夠有效地采集超聲波信號(hào)，最高采樣速度達(dá)到1MSPS／s。關(guān)鍵詞：信號(hào)采集；超聲波；串口DOI編碼：10．3969／j．issn．1002—2279．2015．03．024中圖分類號(hào)：TP274文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1002—2279(2015)03—0089—03UltrasonicSignalAcquisitionSystemBasedonARMXieYoupeng，HanQingbang，BaoNa，YinCheng，ZhuChangping(CollegeoflnternetofThingsEngineering，HohaiUniversity，
3、Changzhou213022．China)Abstract：ThispaperpresentsadesignofuhrasonicsignalacquisitionsystembasedonARMoftheSTanddesignseachfunctionalmodule．ThesystemusesARMcoreprocessorstoimplementthecontrolofa16channelsignalamplifyingandacquisitionaccordingtothecommandsfromPC，andthentorealizereal—timedispla
4、y．Thedesignofthesystemiscompact，flexibleandexpendable．Thepriceoftheproposeddeviceismuchcheaperthanthoseinthemarket．Thearchitectureofthesystemisintroduceda8wellandtheamplifyingandacquisitionofthesignalsarealsodesignedindetail．Theexperimentresultsshowthatthesystemcanclearlycollecttheultrason
5、icsignalinrateof1MSPS／s．Keywords：Signalacquisition；Ultrasonic；USART實(shí)現(xiàn)做了詳細(xì)說(shuō)明，同時(shí)搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)該系統(tǒng)功1引言能做了驗(yàn)證。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是信號(hào)與信息處理系統(tǒng)不可缺少2系統(tǒng)原理與設(shè)計(jì)的組成部分，廣泛應(yīng)用于微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)等領(lǐng)域。超聲探傷憑借設(shè)備輕便、成本低、超聲探傷是利用超聲波以一定的速度和方向傳檢測(cè)效率高以及對(duì)人體無(wú)害的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于無(wú)播，當(dāng)其遇到聲阻抗不同的異質(zhì)界面就會(huì)產(chǎn)生反射損檢測(cè)領(lǐng)域¨]。但是現(xiàn)在市場(chǎng)上的超聲探傷設(shè)備的現(xiàn)象進(jìn)行的。最常用的是脈沖回波探傷法，探普遍存在價(jià)格昂貴、操作
6、繁瑣的缺點(diǎn)，為此設(shè)計(jì)了一傷時(shí)，脈沖振蕩器發(fā)出的電壓加在探頭上，探頭發(fā)出套超聲波采集裝置，該裝置可以與脈沖式的超聲激的超聲波脈沖通過(guò)聲耦合介質(zhì)進(jìn)入材料并在其中傳勵(lì)源配合使用，為整個(gè)探傷中調(diào)節(jié)超聲信號(hào)并實(shí)現(xiàn)播，遇到缺陷后，部分反射能量沿原途徑返回探頭，采集和繪圖分析，對(duì)整個(gè)超聲波探傷尤為重要。所探頭又將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娒}沖，經(jīng)采集儀器采集后得到述系統(tǒng)充分利用了ARM高性能、低功耗、低成本等數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析即可測(cè)定缺陷的位置和優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)無(wú)損探傷中的超聲波信號(hào)采集。給出大致尺寸。除回波法外，還有用另一探頭在工件另了該系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案并對(duì)各個(gè)主要功能模塊的一側(cè)接受信號(hào)的穿透法。
7、_I}基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金(11274091)；國(guó)家自然科學(xué)基金(11274092)；河海大學(xué)中央高?；痦?xiàng)目(2011Bl1014)作者簡(jiǎn)介：謝友鵬(1989一)，男，天津人，碩士研究生，主研方向：嵌入式與超聲探傷。收稿日期：2014—09—25·90·微處理機(jī)2015焦圖1為超聲探傷中常用的兩種探傷方法示意為控制核心。Cortex—M3內(nèi)核是基于ARMv7一M圖。在待測(cè)物體中的a、b、e分別表示超聲換能器產(chǎn)體系結(jié)構(gòu)的32位標(biāo)準(zhǔn)處理器，具有低功耗、少門(mén)數(shù)、生的原波、遇到缺陷的反射波和透射波，脈沖回波短中斷延
