基于dsp技术的超声波检测系统的研究

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1、基于DSP技术的超声波检测系统的研究重庆大学硕士学位论文学生姓名：万艳华指导教师：刘晓明教授专业：信号与信息处理学科门类：工学重庆大学通信工程学院学院二OO八年四月StudyonUltrasonicDetectionSystemBasedonDSPTechnologyAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheDegreeofMasterofEngineeringbyWanYanhuaSup

2、ervisor:Prof.LiuXiaomingMajor:SignalandInformationProcessingCollegeofCommunicationEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaApril,2008重庆大学硕士学位论文摘要中文摘要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

3、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

4、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和波形显示等功能。接着在硬件设计的基础上，基于模块化程序设计的思想，开发了系统的软件模块，主要包括DSP系统程序设计、各种波形处理算法、显示算法、SD卡文件系统实现、USB编程及FLASH的烧写实现等。最后对系统设

5、计进行总结，总结了当前工作的完成情况，并指出了本文研究中存在的一些不足和进一步研究需要把握的方向。本文涉及到的关键技术：主要采用C语言进行编程，涉及到了高速DSP、FPGA处理器、高速AD采集、USB串口通信和SD卡文件系统等多个技术。整个系统以稳定、适用、可靠为最终设计目标，在保证实现基本功能的基础上，尽量优化硬件和软件设计。硬件设计采用模块化的方法，尽量采用最新集成电路芯片，简化了电路且增加了可靠性，软件采用模块化来设计和编码，有利于日后的维护和升级。关键词：超声波检测，数字信号处理，回波，现场可编程

6、门阵列，接口I重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTWiththedevelopmentofultrasonicdetectiontheoryandmodernICtechnology,theultrasonicdetectionmethodhasbeenusedwidelyanddevelopedrapidly.Ultrasonicdetectionmethodhasmanyadvantagessuchasfastdetection,accurateflaworientation,nopollu

7、tionandlowcost.Inthispaper,anewsolutiontotheproblemsexistedincurrentultrasonicdetection,isproposedbasedoncomprehensivereferencesandthoroughanalysis.DSPcentereddigitalsignalprocessingtechniqueisappliedintheultrasonicdetector.Itwillhavemanyadvantagescontras

8、ttotheoleones:thedatacanberecordedtothecomputerorothermemory(SDcardisusedinthispaper)forfutureanalyse,canrealizemorecomplicatedfunctionandmoreprecisiondetectionduringthedetecting,useTFTLCDandkey/opticalencodertoform