基于加速傳感器的船舶振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
系統(tǒng)其他電路部分設(shè)計(jì)為:微處理器采用三星的S3C44B0X處理器,存儲(chǔ)器為AMD公司的32Mbit(4M×8 Bit)Flash存儲(chǔ)器AM29LV033C,圖形液晶顯示模塊為含控制器T6963C的240×128點(diǎn)陣的SMG240128L,USB的接口電路使用芯片NUF2221W1T2,其它部分電路由于篇幅有限,這里不作詳述。
軟件部分設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)由三大模塊組成,如圖3所示,從底層到上層分別是:數(shù)據(jù)采集驅(qū)動(dòng)模塊,數(shù)據(jù)處理模塊,GUI人機(jī)交互模塊。
軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能有兩個(gè):一個(gè)是數(shù)據(jù)檢測(cè)采集,主要負(fù)責(zé)傳感器的數(shù)據(jù)檢測(cè)、采集和控制;另一個(gè)為采集數(shù)據(jù)的處理及人機(jī)顯示,包括信號(hào)處理算法實(shí)現(xiàn)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ),人機(jī)界面負(fù)責(zé)LCD驅(qū)動(dòng)和文字圖形的顯示。操作系統(tǒng)首先通過設(shè)備驅(qū)動(dòng)模型對(duì)傳感器進(jìn)行初始化,為傳感器設(shè)置合適的配置參數(shù),以使設(shè)備能在采集過程中正確工作;上層圖形系統(tǒng)采用嵌入式GUI來實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互界面,包括圖形控制面板建立、波形顯示、參考值顯示等。軟件流程如圖4所示。
數(shù)據(jù)采集及處理部分的程序流程如圖5所示。其中檢測(cè)初始化包括檢測(cè)模塊上電,I/O控制端口初始化、加速度傳感器的初始化;加速度傳感器需要零點(diǎn)校準(zhǔn)和自檢測(cè)以滿足精度要求;系統(tǒng)調(diào)用檢測(cè)任務(wù)后,外部中斷打開,等待加速度傳感器的中斷上報(bào)及檢測(cè)數(shù)據(jù)采集。
MMA7455L加速度傳感器的驅(qū)動(dòng)軟件設(shè)計(jì)應(yīng)注意IADDR0接到GND時(shí)其從地址為0x1D,接到DVDD_IO時(shí)其從地址為0x1E;MMA7455L有三種工作模式(測(cè)量模式、水平檢測(cè)模式、脈沖檢測(cè)模式),在測(cè)量模式下DRDY引腳與INT1共用,數(shù)據(jù)讀取就能將DRDY清除,但在其他兩種模式下INT1和INT2都需要通過寫寄存器來清除。在檢測(cè)數(shù)據(jù)采集時(shí),把數(shù)據(jù)緩存到FIFO中,假如FIFO滿了,有DMA控制將FIFO中的所有數(shù)據(jù)傳輸?shù)絻?nèi)存當(dāng)中進(jìn)行處理,可完成數(shù)據(jù)信號(hào)顯示和控制,存儲(chǔ)和實(shí)時(shí)分析。
結(jié)語(yǔ)
本系統(tǒng)利用了微處理器功耗低及電子傳感器集成度高的特點(diǎn),設(shè)計(jì)出了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性價(jià)比好的檢測(cè)系統(tǒng),該系統(tǒng)能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)性的數(shù)據(jù)采集處理,具有功耗低、抗干擾、可靠性高的優(yōu)點(diǎn),可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)機(jī)械式船舶振動(dòng)測(cè)試儀的全部功能,并且在體積、重量、精度等方面都有明顯優(yōu)勢(shì)。產(chǎn)品原型已經(jīng)完成系統(tǒng)調(diào)試和模擬測(cè)試,結(jié)果滿足船舶振動(dòng)檢測(cè)的要求。此產(chǎn)品在船舶振動(dòng)檢測(cè)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。
參考文獻(xiàn)
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評(píng)論