基于FPGA的鋼絲繩漏磁無損檢測系統(tǒng)設(shè)計
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1．4 嵌入式軟核的配置
利用FPGA強(qiáng)大的運算能力，設(shè)計中采用基于嵌入IP軟核的SOPC系統(tǒng)，只需在SOPC Builder開發(fā)工具中分別配置SRAM、SDRAM、FLASH、串行通信接口、USB接口等器件，即可實現(xiàn)相應(yīng)功能。
通過對各部分軟核配置，搭建系統(tǒng)電路如圖7所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/189603.htm
經(jīng)編譯無誤后，用QuartusⅡ軟件將系統(tǒng)IP核燒寫入芯片中，完成系統(tǒng)硬件設(shè)計。
2 系統(tǒng)軟件設(shè)計
系統(tǒng)軟件分為時間調(diào)度、應(yīng)用層數(shù)據(jù)、界面管理程序、采集調(diào)度程序4部分。時間調(diào)度在設(shè)置軟核建立簡單的中斷方式，時間為50 ms，為系統(tǒng)提供時間調(diào)度資源；應(yīng)用層數(shù)據(jù)是原始數(shù)據(jù)的采集；界面管理程序包括顯示程序，鍵盤處理程序，基本繪圖等程序；采集調(diào)度程序主要實現(xiàn)采集信號的數(shù)據(jù)調(diào)度以及異常情況的報警。系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)如圖8所示。
在QuartusII軟件開發(fā)平臺上采用混合編輯的方法完成VHDL硬件語言程序設(shè)計。包括編碼器初始化、A／D采集轉(zhuǎn)換電路軟件設(shè)計、雙口RAM軟件編程、串行存儲器軟件設(shè)計、信息調(diào)度模塊的軟件設(shè)計。使用C語言完成初始化主模塊init_app和菜單主模塊lcd_main的編寫。其中菜單主模塊包含了管理主模塊和更新維護(hù)主模塊。管理主模塊由曲線及瞬時值顯示功能模塊、報警功能模塊、信息調(diào)度功能模塊和SD卡存儲功能模塊構(gòu)成。更新維護(hù)主模塊包含更新維護(hù)程序，并完成參數(shù)配置功能。
3 實驗結(jié)果及分析
對該系統(tǒng)性能進(jìn)行實驗，通過系統(tǒng)調(diào)校，設(shè)置檢測閾值，超出閾值的信號峰值即可認(rèn)定鋼絲繩有破損。實驗結(jié)果如圖9所示。
4 結(jié)束語
通過實驗室和現(xiàn)場測試，該系統(tǒng)均能滿足使用要求。在檢測精度及檢測速度方面均有較大提高，這得益于FPGA系統(tǒng)強(qiáng)大的運算能力。通過對相關(guān)檢測參數(shù)的現(xiàn)場修改，可滿足多種不同規(guī)格鋼絲繩的在線無損檢測，極大提高了工作現(xiàn)場的安全指標(biāo)。
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