基于DSP和单片机的涡流检测数据采集系统MCU唐炜1’2，徐晓苏12硬件设计System系统构成DataAcquisitionforEddyCurrentTestingBasedDSPand表面裂纹涡流检测数据采集系统主要由DSP模块、双口摘要：针对裂纹涡流检测中数据采集量大、实时性要求高的特点，设计了一种基于DSP和单片机双CPU架构的数据采集系统。DSP负责数据采集、数字滤波与温度补偿等算法的实现，单片机负责菜单操作、人机与通信接口的管理，并采用双口RAM进行双CPU问的数据共享。处理后的数据通过单片机与上位机通信以实现数据的离线分析。该系统充分发挥了DSP运算能力强和单片机接口管理能力强的优点，在涡流检测领域中具有较好的应用前景。关键词：涡流检测；数据采集；数字信号处理器；单片机中图分类号：TP274．2文献标识码：A文章编号：1000—8829(2008)08—0033—04Weil一，XUdual·portusedbeability，which机械设备经过长时间运行后，其承力结构和关键零部件容易出现疲劳裂纹等缺陷，这将严重影响设备的正常运行，甚至会导致人身安全事故。裂纹检测是机械工业中必须给予足够重视的问题之一，以确保裂纹在尚未构成威胁前能被有效地检测出来。涡流检测是近年来发展较快的一种无损检测技术，具有结构简单、非接触测量、灵敏度高、频率响应特性好、不受油污影响等优点，特别适用于金属构件表面疲劳裂纹和应力裂纹的榆测。长期以来，检测灵敏度和检测深度一直是常规涡流检测应用中需要进行权衡取舍的问题，如以方波等莺复脉冲代替正弦交变信号进行激励，则检出的脉冲涡流响应信号中必然包含有被测工件表面、近表面和表层一定深度范围内的质量信息，这较好地解决了常规涡流不能兼顾检测灵敏度和检测深度的矛盾⋯。金属表面裂纹涡流检测中需要采集大量的数据进行分析运算，实时性要求高，数据采集与处理任务繁重，且要求系统具有友好的人机交互功能。本系统采用基于双CPU架构的数据采集方案，以高性能定点DSP芯片TMS320VC5416为主处理单元，以高速单片机W77E58为从处理单元，充分发挥DSP数据处理能力强和单片机接口管理能力强、外围资源丰富的优点，使得两种CPU各司其职，并实现功能互补。实践表明，系统具有精方向为智能测控技术；徐晓苏(1961一)，男，江苏苏州人，教授，博士生导度高、响应速度快、工作可靠等特点，取得了较好的应用效果。1RAM与单片机模块组成，如图1所示。涡流传感器脉冲响应信号包含有金属表面裂纹缺陷、探头提离以及正常工件表面对脉冲激励的多种阻抗响应等信息，同时还有工频干扰和高频测量噪声。该脉冲涡流响应一般表现为微弱的毫伏级电压信号。DSP模块负责完成脉冲响应信号的调理、采集以及数字滤波、温度补偿等数据处理算法的实现。DSP与单片机之间采用双口RAM实现数据共享与高速通信。单片机模块专用于键盘／LCD人机接口和数据通信接口的管理，单片机可将DSP送来的数据进行实时显示，也可通过其串口或外扩USB接口与上位PC机通信以实现数据的离线分析和管理。DSP模块2．1．1数据采集通道系统中的数据采集通道主要包括信号缓冲、放大、滤波和A／D转换及逻辑控制等环节。其中，缓冲仪用放大器AD620具有输入阻抗高、输出阻抗低的特点以利于实现通道阻抗匹配。采用MAX275滤波器构成四阶Butterworth带通滤波单元，其中心频率范围最高可达300kHz，具有通带内最大平坦度的幅频特(1．东南大学仪器科学与工程学院，江苏南京210096；2．江苏科技大学机械与动力工程学院，江苏镇江212003)onTANGXiao．SUl(1．SchoolEngineering，S∞tlle鹪tUniversity，NamingEngineering，JiangsuScienceTechnology，Zhenjiang212003，ChiM)ofoperation，human-machineinterface收稿日期：2007—12—24作者简介：唐炜(1973一)，男，重庆市人，博士研究生，副教授，主要研究师。研究方向为测控技术与导航定位。·33·210096，China；2．SchoolMechanicalAbstract：Accordingthecharacteristicsnumerousdatahishreal-timeinmetalsurfacecrackstestingfield，aacquisi-tionsystembasedisproposed．DSPacquisition，digitalfiltertemperaturecompensation，chargemenucommunicationmanagement，andRAMsharingbetween