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目前,某些领域对木材质量的要求越来越高,对木材强度的准确检测就越来越重要。本文提出了一种基于DSP的便携式超声波无损检测仪器的设计方法,专门用于木材强度的检测。此超声波检测仪功耗低,精度高,实时性好,便于携带。 系统以木材物理力学性质和超声波透射法作为理论基础,利用具有强大操作系统功能的实时DSP芯片,配合使用FPGA联合开发出了便携式的超声波检测仪器。对木材物理力学性质的检测方法很多,超声波法以其快速、准确、无污染的优点得到了广泛的应用。用超声波透射法很容易得到超声波在木材中的传播时间,进而得到木材的弹性模量,判断木材的强度。 采用DSP数字信号处理器作为系统的核心器件,控制着整个系统的工作流程。FPGA作为辅助器件用于连接低速外设,不仅匹配了速度,而且扩充了管脚。本系统功能强大,包括高压发射,数据采集,液晶显示,SD卡数据存储,USB数据传输等。工作时,超声波经木材传播后由AD芯片采集,采集到的波形及计算结果显示在液晶显示屏上,同时将数据保存在SD卡中。为了方便将数据上传到电脑中进行进一步处理,系统还配备了USB接口。 本文的主要内容概括如下: ①介绍了超声波无损检测仪器以及木材动态特性无损检测的历史和发展现状,给出了课题的目的和意义,最后对每章内容进行了简单介绍。 ②对木材的物理力学性能以及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的木材强度超声波无损检测系统的总体设计方案。 ③详细叙述了各部分的硬件设计,包括前置放大与衰减电路、A/D采样电路、FPGA接口电路、键盘及光电旋钮电路、液晶接口电路、DSP外设接口电路、SDRAM电路、SD卡接口电路及USB接口电路。 ④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,主要包括在DSP中实现的各种处理算法、显示算法、SD卡文件系统实现以及USB编程等。 ⑤最后总结了当前工作的完成情况,时间测量误差在5s?以内。并指出了本文研究中存在的一些不足和需要改进的地方。