基于 ARM的超声信号采集系统.pdf

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1、第3期微处理机No．32015年6月MICROPROCESSORSJun．，2015基于ARM的超声信号采集系统睾谢友鹏，韩庆邦，鲍娜，殷澄，朱昌平(河海大学物联网学院，常州213022)摘要：给出了一种基于ARM的超声信号采集系统设计方案，介绍了该方案中各个功能模块的具体实现，以意法半导体公司的ARM控制器作为核心器件，根据Pc端上位机下发的控制指令实现对最多16路超声波信号进行放大和采集，并将超声波数据传送至PC端进行显示。系统设计简洁，具有较强的灵活性和扩展性。系统的成本与目前市场上的同类产品相比要低很多。介绍了系统的整体架构，论证了超声信号的放大和采集设计方案。实际

2、测试结果表明，系统能够有效地采集超声波信号，最高采样速度达到1MSPS／s。关键词：信号采集；超声波；串口DOI编码：10．3969／j．issn．1002—2279．2015．03．024中图分类号：TP274文献标识码：A文章编号：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实现做了详细说明，同时搭建实验平台对该系统功1引言能做了验证。数据采集系统是信号与信息处理系统不可缺少2系统原理与设计的组成部分，广泛应用于微电子技术、计算机技术和通信技术等领域。超声探伤凭借设备轻便、成本低、超声探伤是利用超声波以一定的速度和方向传检测效率高以及对人体无害的特点，广泛应用于无播，当其遇到声阻抗不同的异质界面就会产生反射损检测领域¨]。但是现在市场上的超声探伤设备的现象进行的。最常用的是脉冲回波探伤法，探普遍存在价格昂贵、操作

6、繁琐的缺点，为此设计了一伤时，脉冲振荡器发出的电压加在探头上，探头发出套超声波采集装置，该装置可以与脉冲式的超声激的超声波脉冲通过声耦合介质进入材料并在其中传励源配合使用，为整个探伤中调节超声信号并实现播，遇到缺陷后，部分反射能量沿原途径返回探头，采集和绘图分析，对整个超声波探伤尤为重要。所探头又将其转变为电脉冲，经采集仪器采集后得到述系统充分利用了ARM高性能、低功耗、低成本等数据，通过对数据进行分析即可测定缺陷的位置和优点，可实现无损探伤中的超声波信号采集。给出大致尺寸。除回波法外，还有用另一探头在工件另了该系统的整体设计方案并对各个主要功能模块的一侧接受信号的穿透法。

7、_I}基金项目：国家自然科学基金(11274091)；国家自然科学基金(11274092)；河海大学中央高校基金项目(2011Bl1014)作者简介：谢友鹏(1989一)，男，天津人，硕士研究生，主研方向：嵌入式与超声探伤。收稿日期：2014—09—25·90·微处理机2015焦图1为超声探伤中常用的两种探伤方法示意为控制核心。Cortex—M3内核是基于ARMv7一M图。在待测物体中的a、b、e分别表示超声换能器产体系结构的32位标准处理器，具有低功耗、少门数、生的原波、遇到缺陷的反射波和透射波，脉冲回波短中断延