轮对磨耗检测中多通道DSP数据接口设计

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基于DSP的多通道高精度信号处理平台的设计

ＧＡＯｉ一．ＡＮＧＨａｇ．ＪｅＷｎＭＡｉｇｍｉＪｎ — ｎ
（．Ｓｈｏｏ１ｃｏｌｆ
ａｄＩｆｒｔｎＥｇｅｒｇＣｉａＵｉｅｓｙｏｎｎｄＴｃｎｌｇ（ｅｉｇ，ｎｎｏｍａｉｎｉｅｉ，ｈｎｎｖｒｉＭｉｉｇａｅｈｏｙＢｉｎ）ｏｎｎｔｆｎｏｊ
０引言
路、动复位电路、ＰＤ逻辑控制电路、储器电路、Ｄ１７手ＣＬ存ＡＳ２８
基于Ｔ３０Ｃ５９以下简称Ｖ５０Ａ）ＡＳ２８ＭＳ２Ｖ５０Ａ（Ｃ５９和Ｄ１７，成功研制出了一种可独立运行和上电自举加载程序的多通道、高精度信号处理平台。该平台已经应用于课题组研发的惯性测量单元项目中，可实现卡尔曼滤波等复杂算法。
Ｂｉｎ００３，ｈｎ；．ｈｎｄｎｎｖｒｉｆｃｎｅａｄＴｃｎｌｇ，ｎｄｏ２６１，ｈｎ）ｅｉｇ１０８Ｃｉａ２ＳａｇｏｇＵｅｓｙｏｉｃｅｈｏｙＱｉｇａ６５０ＣｉａｊｉｔＳｅｎｏ
关键词：Ｓ；Ｄ１７；口设计；ＤＰＡＳ２８接多通道；携式便
中图分类号：Ｐ９Ｔ３１
文献标识码：Ａ
文章编号：０２—１４（０００１０８１２１）４—０６００５— ２
Ｍｕｔ—ｈａｅｎＨｉｈ－ｒｃｓｏＳｇａｌｉｃｎｎｌａｄｇ－ｅｉｉｎｉｎｌｐＰｒｃｓｉａｆｒｓｄｎＤＳｏｅｓｎｇＰｌｔｏｍＢａｅｏＰ

基于DSP的轮对空转试验系统的设计

基于DSP的轮对空转试验系统的设计
于跃
【期刊名称】《铁道车辆》
【年(卷),期】2007(045)001
【摘要】介绍了新一代基于DSP的轮对空转试验系统,阐述了系统的功能、运行原理、软硬件结构及实现方法,同时提出了一种新的电机速度捕获方法.
【总页数】3页(P31-33)
【作者】于跃
【作者单位】中国北车集团电力牵引研发中心,辽宁,大连,116022
【正文语种】中文
【中图分类】U270.331+.1
【相关文献】
1.基于DSP的水田平地机倾角传感系统设计与试验 [J], 杨伟伟;胡炼;周浩;赵润茂;许奕;林潮兴
2.基于dSPACE的AMT电控操纵系统试验台设计 [J], 曹淼龙;李强;杨礼康
3.基于PLC多组轮对空转试验系统的设计 [J], 顾建凯
4.基于DSP的100kV动车组交流耐压试验机控制系统的设计与研究 [J], 徐顺; 邴晨阳; 张洪月; 耿天宇
5.基于DSP的多通道惯性导航试验系统设计 [J], 青泽;牟东;廉璞;李东杰
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DSP技术在列车安全检测系统中的应用

态，常是南于列车在运行过程中通
发生异常制动等原因造成的，典
的平轮状态如图１爪。轮会引所平
１列车安全检测系统总体方案ＡＤ转换器将模拟信号转换成数字
起轮轨间产生周期性的振动冲击，
当车轮在钢轨上滚至平轮处时，轮
第第一图型态咎＿１平朋典状轮
第２８３
维普资讯
ＤＰＳ技术在列车安全检测系统中的应用
马庆春等
信号，任ＤＳ控制Ｉ数据传人并Ｐ、ｌ把片外存储器。Ｓ对振动信不间ＤＰ
断地采集，处理是受丰机控制、１ＣＰ采条
道选择，置ＭｃＳ￣ＤＭＡ寄存配ＢＰ：ＩＪ器祠１西存储器资源等。分由ｒ川ＤＭＡ的自动缓冲模使
轨之间便产生瞬时冲击，从使整个车辆、道系统产生耦合振动，轨给轮轨系统带来极大危害。列车安全检测系统根据振动
学原理，用加速度传感器检测平采
轮对钢轨冲击所产生的振动信号，并运用现代数字信号处理方法判断平轮所在位置及大小。此，振
关键词：铁路；车辆；踏面擦伤；安全检测系统
第一轴经过Ｃ时开始采集，到第２直
二轴经过ｃ时停Ｉ采集。卜动信号采集的真实性和有效性成为削断的前提条ｆ。丁实际的信，由卜ＤＳＰ与主机之间的数据交互

基于DSP的无线多通道数据采集系统设计

基于DSP的无线多通道数据采集系统设计作者：袁博查晨东来源：《山东工业技术》2018年第23期摘要：针对可穿戴装甲装备测试设备的数据采集功能需求，提出了一种基于TMS320F28335和ADS8557的无线多通道数据采集系统，可实现对炮控36路信号采集，采集数据通过蓝牙无线传输给可穿戴主机，具有多通道、低功耗、便携性特点。

关键词：数据采集；DSP；模数转换DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2018.23.1231 引言数据采集系统广泛应用于工业控制、设备监控、医疗卫生等领域[1]，利用传感器技术能够实现电压、温度、压力、速度等多种物理数据的测量。

DSP又称为数字信号处理器，在体积、功耗与性能上都具有良好的性能，常应用于数据采集与处理中。

本文采用德州仪器生产的TMS320F28335芯片和ADS8557模数转换芯片，设计了一种应用于某型坦克炮控系统测试的多通道数据采集系统，在数据传输上面采用MS96SF1蓝牙模块[2]，该模块支持蓝牙4.2协议，能够实现数据采集系统与可穿戴主机的无线数据传输的目的。

2 需求分析多通道数据采集系统包含了测试资源分配，待测信号调理，信号的AD/DA转换，测量数据传输等功能[3]。

炮控系统测试资源较多，某型坦克炮控系统包含有炮控箱和操纵台共有36路AD信号，数据采集系统通道数应能满足测试资源需求。

常用数据采集系统结构主要有以下两种：（1）同步数据采集系统。

该方法常用于精密仪器控制和高速高精度采样等场合中，能够实现多路信号的同步采集功能，但难以做到对体积与成本的控制，功耗也相对较大。

（2）分时复用数据采集系统。

该方法利用一组数据线对多通道数据进行循环采集，在同一时间点只有一路信号占用该通道。

该方法在数据采集速率要求不高的场合具有易于设计、经济高效的优势。

但也存在采集速率不高、无法得到同一时刻的多通道数据。

由于实际测试信号对同步采集需求不高，为降低硬件成本，减小数据采集系统体积，采用分时复用数据采集系统实现36路信号的循环采样[4]。

基于双DSP的POS数据采集与处理系统的设计与实现

维普资讯
第２９卷第９期
２００８年９月
仪器仪表学报
ＣｉｅｅＪｕｎｌｏｃｅｔｌｎｔｍｅｔｈｎｓｏｒａｆＳｉｎｉｃＩｓｒｔｕｎ
Ｖｏ．９０９１２Ｎ．Ｓｐ．２０ｅ０８
ｐｏｅｓｎｇｓｓｅａｅｎｄｏｂｌｒｃｓｉｙｔｍｂｓｄｏｕｅＤＳＰ
ＹａｇＳｅｇａｇＪａｃｅｇｎｈｎ，Ｆｎｉｎｈｎ
（ｃｏｌｆＩｓｕｅｔｃｎｅａｄＯｔ—ｅｔｎｓＥｇｎｅｉＢｉａｇＵｉｒｔ，ｅｉｇ１０８Ｃｉ）ＳｈｏｏｔｍｎＳｉｃｎｐｏｅｃｏｉｎｉｒｇ，ｅｎｎｅｓｙＢｉｎ００３，ｈｎｎｒｅｌｒｃｅｎｈｖｉｊａ
ｑｒｍｅｔｉｃｉｖｄ．ｕｉｅｎｓａｈｅｅ
Ｋｅｏｄ：ｏｉｏｙｗｒｓｐｓｉｔｎ＆ｏｉｔｉｎｓｓｍ（Ｏ）ｄｔａｑｉｔｎＳｄｔｓｎｈｏｉｔｎｒｎａｏｙｔＰＳ；ａｃｕｓｉ；ＤＰ；ａｙｃｒｎｚｉｅｔｅａｉｏａａｏ
Ａｂｔａｔ：ＴｈｓｐｐｒｐｒｓｎｓａＰＯＳｄｔｃｕｓｔｏｎｏｅｓｎｙｔｍａｅｎｄｕｅＤＳｓｒｃｉａｅｅｅｔａａａｑｉｉｎａｄｐｒｃｓｉｇｓｓｅｂｓｄｏｏｂｌＰ．Ｔｓｓｓｅｕｉｉｉｈｉｙｔｍｔｌ — ｚｓＦＰＧＡｏａｑｒｌ — ｈａｎｌｐｌｅｆＩｎｅｅｖＳｄｔｉｌａｅｕｌ．ＯｎｐｃａＰｓａｏｔｄｅｔｃｕｉｅｍｕｔｃｎｅｕｓｓｏＭＵａｄｒｃｉｅＧＰａａｓｍｕｔｎｏｓｙｉｅｓｅｉｌＤＳｉｄｐｅｔｅｉｅｅｒｒｃｍｐｎａｉｎｏＭＵ，ｕｐａｋＧＰｔｎｉｙｃｒｎｚｔｎｂｔｅＭＵａａａｄＧＰａａ．ｏｒａｚｒｏｏｅｓｔｏｆＩｌｎｃＳｄａａａｄｔｍｅｓｎｈｏｉａｉｅｗｅｎＩｏｄｔｎＳｄｔＴｈｔｅｉｈｐｒｏｍａｃＰｓｕｅｏｅｅｕｅｉｔｇａｅａｉａｉｎａｇｒｔｍ．ＴｅＨＰＩｉｔｒａｅｂｔｅｗｏｅｏｈｒｈｅｒｎｅＤＳｉｓｄｔｘｃｔｎｅｒｔｄｎｖｇｔｌｏｉｈｇｆｏｈｎｅｃｅｗｅｎｔｆＤＳｉｍｐｏｅｏａｈｅｅｈｇ —ｐｅａａｔａｓｓｉｎ．ＴｈａｄｔｎｒｃｓｅｅｕｔｒｕｐｔｔｏｇＰｓｅｌｙｄｔｃｉｖｉｈｓｅｄｄｔｒｎｍｉｓｏｅｒｗａａａｄｐｏｅｓｄｒｓｌａｅｏｔｕｈｒｕｈｓＥｔｅｎｅ．ＦｉｌｈｒｔｎａｌｈｅｄｎｍｉｘｅｉｎｓｏＯＳａｅｃｒｉｄｏｔｏｅｔｃｒｙ，ｔｙａｃｅｐｒｍｅｔｆＰｒａｒｅｕｎａｔｓａ．ＴｈｅｕｔｓｏａｈｓＰａａｅｒｓｌｈｗｓｔｔｔｉＯＳｄｔｈａｑｉｉｉｎａｄｐｏｅｓｎｙｔｍａｎｕｅｓｓｅｐｅｉｉｎａｄｅｈｎｅｒａ —ｉｒｏａｃｃｕｓｔｏｎｒｃｓｉｇｓｓｅｃｎｅｓｒｙｔｍｒｃｓｏｎｎａｃｅｌｔｍｅｐｅｆｒｎｅ，ａｄｔｅｄｓｇｅｍｎｈｅｉｎｒ —

多通道模数转换器AD7890与DSP的接口设计

多通道模/数转换器AD7890与DSP的接口设计作者：黄浦杨秀丽李军等来源：《现代电子技术》2009年第22期摘要:为提高现代数字控制系统中多通道模/数转换的效率,介绍串行多通道模/数转换器AD7890工作原理。

选用TMS320F2812作为处理器,给出AD7890与DSP串行外设接口的硬件实现方法、电平转换方法及软件实现流程。

实际应用表明,系统的A/D转换效率较高,性能稳定。

为实现多轴数字控制系统的A/D转换功能提供了一种新的方案。

关键词:多通道模/数转换器;DSP;串行外设接口;转换效率中图分类号随着工业技术进步,对数字控制伺服系统中执行效率和集成化程度的要求越来越高。

比如用单处理器控制多个伺服系统时,对多通道A/D转换的效率要求较高。

以往较多地使用多路模拟开关与单通道A/D转换器来实现,效率较低,使用模拟开关带来的噪声也比较严重。

在此,选用串行多通道A/D转换器AD7890与TMS320F2812处理器的SPI接口组成A/D转换模块,非常适合应用于多轴伺服系统。

AD7890是一款8通道12位串行A/D转换器,具有高转换效率(转换时间仅为5.9 μs)、高速灵活的串行接口、多通道等优点\[1\。

其中,AD7890[CD*2]10输入电压范围为-10~+10 V。

TMS320F2812处理器上集成了多种先进的外设,为实现电机及其他运动控制领域的应用提供了良好的平台,它所提供的SPI接口通常用于DSP处理器和外部设备及其他处理器之间的通信。

SPI分主、从两种工作方式,数据长度可编程(1～并能同时进行接收和发送操作,通常用于DSP处理器和外部外设以及其他处理器之间的通信,这使它能很方便地与AD7890采用主/从模式进行通信。

1 AD7890工作模式和原理AD7890的SMODE引脚是工作模式控制输入端,它决定了器件是工作于外部时钟模式(作为从设备),还是内部时钟模式(作为主设备)。

当SMODE置于高电平时,器件工作在外部时钟模式,由主设备提供时钟信号SCLK和接收帧同步信号-],AD7890可接收的最大串行时钟频率达10 MHz;当SMODE置于低电平时,器件工作在内部时钟模式,自身提供时钟信号SCLK和接收帧同步信号-],其时钟频率由CLK引脚输入时钟频率决定。

基于AD2S82A的多通道测角系统及与DSP接口设计

（ａｏａＵｉｒｉｆｅｎｅＴｃｎｌｙｈｎｓａ４０７，ＣｉａＮｔｎｌｎｖｓｙｏｆｃｅｈｏｏ，Ｃａｇｈ１０３ｈｎ）ｉｅｔＤｅｇ
ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｕｓｎｇｈｒｓｌｅｒｔ・ｇｔｌｏｅｔｒｉｔｅｅｏｖ・ｏｄｉｉａｃｎｖｒｅＡＤ２Ｓ８２Ａ，ｄｓｇｅａｅｉｎｄｍｕｌｃｎｎｌｎｌｉｔｈａｅａｇｅｍｅｓｒｎｙｔｍ．Ｔｈｅｐａｒｉｔｏｕｅｈｐｉｃｐｅｆｔｓａｇｌｍｅｓｒｎｙｔｍｒｔｔｎａｕｇｓｓｅｉｐｅｎｒｄｃｄｔｅｒｎｉｌｄｏｈｉｎｅａｕｇｓｓｅｆｓ，ｈｅｉｉｄｓｕｓｄｔｎｔｒａｅｃｒｕｉｅｗｅｎｉｃｓｅｈｅｉｅｆｃｉｃｔｂｔｅＡＤ２Ｓ８Ａａｄ２ｎＤＳｃｎｒｌｅｎｄｅａｌＡｔｌｓ，ｇｖｎＰｏｔｏｌｒｉｔｉ．ａｔｉｅａｍｕｌｉｃｎｎｌａｇｐｅｄｉｔｒａｅｃｒｕｉｗｈｃｓｃｍｐｏｅｆ３－ｔｔａｃｅｎｎｓａｌｔｈａｅｎｄｈｉｈｓｅｎｅｆｃｉｃｔｉｈｉｏｓｄｏｓａｅｌｔｈｓａｄｍｏｏｔｂｅ
基于Ａ２８Ａ的多通道测角系统及与ＤＰ接口设计ＤＳ２Ｓ
袁保伦，陆煜明，饶谷音
（国防科技大学光电工程系，长沙４０７）１０３
摘

基于DSP的油路磨粒检测系统的设计

的数据经过算法处理转换成颗粒的特性，这些特性包括颗粒的
类型（性与非磁性）颗粒的尺寸大小和分级，而统计出颗磁，进
粒的变化趋势等。把这些数据传给上位机让使用者了解旋转
系统硬件状况。系统总体框图如图１所示。
Ｌｓ，ｔｄｈａａｗｈｃａｅｂｅｒｃｓｅｏｔｅｕｐｒｍａｈｎ．Ｔｉｖｒｉｄｓｓｍｎｉａｅｈｔｔａｔｂｌｙａｃｒｔａｔｉｍａｅｔｅｄｔｉｈｈｖｅｎｐｏｅｓｄｔｈｐｅｃｉｅｈｓｅｆｙｔｉｄｃｔｓｔａｓｓａｉｔ，ｃｕａｅｉｅｅｉｈｉ
２２ＡＤ转换模块．
除噪声。颗粒经过电感式传感器 …时所产生的信号，过模拟经电路的调理使信号达到ＡＤ的转换范围，把信号送入Ａ再Ｄ转
换器中，Ｓ接收到转换过来的信号值进行处理，处理好ＤＰ把把
工业现场ＡＤ转换器要不间断的对模拟信号进行采样，要求ＡＤ的稳定性比较高，以选用的是ＡＳ０，是一款稳定所Ｄ８２它性高的１２位低功耗的ＡＤ转换器，有１的采样率，具０Ｍ采取单
６１３）１７１（电子科技大学自动化工程学院，四川成都
摘要：道里颗粒的性能反映出旋转系统硬件的破损程度和破损的部位，中设计出一款检测油道里颗粒特性的系油文统。该系统即能检测磁性（铁颗粒）质也能检测非磁性物质（钢、颗粒）在前端用到电感式传感器提取油道里如物如铜。颗粒和产生的信号和噪声信号，经过模拟电路的调理把信号送到Ａ转换器中，后经过ＤＰ的控制把数据传到ＤＰ再Ｄ然ＳＳ

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月
杭州电子科技大学学报（自然科学版）
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨａｎｇｚｈｏｕＤｉａｒｍｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒｌａＳｃｉｅｎｃｅｓ）
ＤＳＰ方案Ｉ３］。本文提出一种基于多通道ＤＳＰ的轮对磨耗在线检测硬件系统的实现方案，对高速数据接
口缓存进行详细分析和设计，并通过实验验证了设计系统的有效性。
１基于ＦＰＧＡ＋ＤＳＰ的多通道轮对图像处理系统
多通道ＤＳＰ轮对磨耗检测系统示意图如图１所示，包括４通道图像采集单元、采集控制中心、以太
！（／ＣＥ＋／ＡＲＥ），ｗｄ＿ｃｎ＝！（／ＣＥ＋／ＡＷＥ）。
ｗｕｋａｉｈｕａ＠ｈｄｕ．ｅｄｕ．ｃｎ．
５６
杭州电子科技大学学报
２０１５正
２．２基于ＥＭＩＦ的轮对图像数据接口
为实现图像数据从ＦＰＧＡ传输到ＤＳＰ中，ＤＳＰ需要设计接口与ＦＰＧＡ的ＦＩＦＯ相连，本文采用ＥＭＩＦ接口实现该功能。ＦＰＧＡ与ＤＳＰ采用异步方式连接，数据宽度设计为８位传输，在硬件设计时预留３位地址线和８位数据线。ＥＭＩＦ与ＦＩＦＯ硬件连接如图３所示，ＥＭＩＦ分别连接一个读ＦＩＦＯ和一个写ＦＩＦＯ。采用同一时钟信号（ｒｄ — ｃｌｋ＝ｗｄ — ｃｌｋ＝ＡＥＣＬＫＯＵＴ），其中读写的使能信号分别为ｒｄ — ｅｎ＝
收稿日期：２０１４—１０— ３０
基金项目：国家自然科学基金资助项目（６１３７２１５５）作者简介：陈杰（１９８９一），男，浙江杭州人，在读研究生，精密测量与光电检测技术．通信作者：吴开华教授，Ｅ－ｍａｉｌ：
０引言
轮对是铁路车辆中的重要走行部件，其状态是影响运行安全的重要因素之一 ¨ 。随着列车运行速度的提高，研究高效率的轮对磨耗在线检测方法具有重要的应用价值Ｊ。基于电荷耦合器件（Ｃｈａｒｇｅ — ｃｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ，ＣＣＤ）成像技术的轮对磨耗在线检测是国内外研究的重点，目前国内的轮对磨耗在线检测技术只能适应低速的检测需求，如何提高图像处理速度以适应在线检测需求是亟待解决的关键问题之一＿２－３３。ＤＳＰ技术在图像处理领域的发展为基于ＤＳＰ的磨耗在线检测的实现提供了基础。近些年，国内一些研究机构在矿山绞车轮对检测中提出了ＤＳＰ方案，也有在轨道表面磨耗检测系统中应用了
网传输和图像处理单元４部分。采集控制中心在线获得４组采集单元的图像数据，通过以太网传输至
图像处理单元进行预处理和参数计算Ｊ。
设计基于ＦＰＧＡ＋ＤＳＰ的４通道图像处理系统，每个通道对应一组图像采集单元的数据。采用ＦＰＧＡ实现图像数据的传输和分配，ＤＳＰ执行图像处理算法。系统包括１片ＦＰＧＡ和４片ＤＳＰ。采集控制中心４组图像数据经以太网传人ＦＰＧＡ，ＦＰＧＡ实现和ＤＳＰ之间进行高速数据交互。每个ＤＳＰ自身外扩ＦＬＡＳＨ和ＤＤＲ，用于存放各自的程序和数据，图像数据在ＤＳＰ中进行处理，处理后的数据经过ＦＰＧＡ和以太网输出到ＰＣ存储以便进一步分析。
Ｖ０１．３５Ｎｏ．４
ＪｕＩ．２０１５
ＤＯＩ：１０．１３９５４／ｊ．ｃｎｋｉ．ｈｄｕ．２０１５．０４．０１３
轮对磨耗检测中多通道ＤＳＰ数据接口设计
陈杰，吴开华，陈梁
（杭州电子科技大学生命信息与仪器工程学院，浙江杭州３１００１８）
摘要：车辆轮对磨耗在线检测对保障轨道交通安全具有重要意义。提出了基于ＦＰＧＡ＋ＤＳＰ的多
通道车辆轮对磨耗检测图像处理硬件系统方案。研究并设计了基于ＦＰＧＡ的双向ＦＩＦＯ缓存和基于ＤＳＰＥＭＩＦ的数据交互接口，并完成了硬件制作。实验结果验证了硬件系统的有效性并实现了轮对图像的正确传输。关键词：轨道交通；轮对磨耗检测；图像处理；多ＤＳＰ系统中图分类号：ＴＰ２７４文献标识码：Ａ文章编号：１００１— ９１４６（２０１５）０４— ００５４— ０５