2011年第1期仪表技术7基于DSP油井液面测试系统俞龙发,冯勇建,卓勇(厦门大学机电工程系,福建厦门361005)摘要:介绍一种以DSP(数字信号处理器)为核心的油井液面测试系统。该系统控制声波发射器发射声波,接收传感器将回波信号转化为电信号后传送给DSP,然后DSP再根据预先设置的参数和相应的算法计算出油井液面深度。同时,该系统通过USB总线将测试数据传送到PC上位机,通过上位机监控软件查看测试数据。关键词:DSP;上位机;测试;USB总线中图分类号:TP273文献标识码:B文章编号:1006-2394(2011)01-0007-03OilWellLiquidLevelMeasurementSystemBasedonDSPYULongfa,FENGYongjian,ZHUOYong(MechanicalandElectricalEngineering,XiamenUniversity,Xiamen361005,China)Abstract:Inthispaper,anoilwellliquidlevelmeasurementsystembasedonDSP(digitalsignalprocessor)isintroduced.Thesystemcontrolsacoustictransmittertosendsoundwave.ThereceivingsensorconvertstheechotoelectricsignalandsendsittotheDSPuni.tThentheoilwellliquidleveliscalculatedwithcorrespondingalgorithmandthepresetparameterbyDSP.Contemporary,thetestdataaresenttothePCbyUSBbusandarecheckedthroughPCmonitoringsoftware.Keywords:DSP;PC;tes;tUSBbus系统。通常一个DSP最小系统包括DSP芯片、电源、1系统工作原理时钟、复位和JTAG接口电路。本系统采用DSP微处理器控制发射声波,同时由本系统的DSP芯片为TMS320LF2407A,与单片机检波器提取声波信号并转化为电信号,经滤波、A/D相比,其采用高性能静态CMOS技术,使得供电电压降采样转换后进入DSP微处理器。利用DSP芯片强大为3.3V,减小了控制器的功耗,工作速度高达40MIPS,的信号处理能力在微处理器内,通过软件实现滤波和具有转换时间为500ns的10位A/D转换器、16通道图形识别。根据声波从发射到接收所传播的时间,再输入的A/D转换器、看门狗定时器模块(WDT)、高达通过相应的算法计算出油井液面的深度,最终将结果40个可单独编程或复用的通用输入输出引脚显示在LCD上,通过键盘操作可以查看测试数据;同(GPIO)、串行外设接口(SPI)等,因此整个系统运行速时,利用EEPROM存储油井液面深度值和测试时间等度非常快,功能全面。数据,防止掉电时丢失。此外,通过USB总线将这些本系统DSP芯片采用的是3.3V的单电源供电,数据传送到PC上位机显示和保存,利用上位机的监控软件可以查看这些测试数据,还可以通过监控软件将测试数据制成报表打印。整个系统的工作原理图如图1所示。2系统的硬件组成2.1DSP最小系统电路设计一个DSP系统,首先应该设计使程序在DSP上能正常运行所需要的最少电路,即所谓的DSP最小图1油井液面测试系统原理图收稿日期:2010-09基金项目:国家自然科学基金资助项目(50975241);福建省自然科学基金资助项目(2009J01266)作者简介:俞龙发(1986),男,硕士研究生,研究方向为单片机、COMS、传感器。8仪表技术2011年第1期实际常用的电源只有5V,因而采用TI公司生产的3系统软件设计TPS7333电源转换芯片。DSP时钟电路采用DSP内部振荡器。由于DSP系统的时钟频率较高,因此,在本本系统的软件从功能上可分为下位机软件和上位系统的设计中采用功能全、价格低、可靠性高的集成自机软件。下位机系统的软件采用C语言进行设计,下动复位电路。JTAG扫描逻辑电路用于仿真和调试,采位机软件包含系统的初始化、信号的采集与处理、显示用JTAG可实现在线仿真。模块、键盘模块、USB通信模块、数据的存储模块以及2.2系统人机界面系统时钟模块;上位机软件采用VisualC++语言进行系统的人机界面由T19264A液晶显示模块、键