CCD物體重量實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的研究
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信號(hào)經(jīng)過(guò)預(yù)處理后，還不能被DSP所接受。需要把信號(hào)進(jìn)行A/D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，在A/D轉(zhuǎn)換時(shí)采用TI公司的A/D芯片TLC5510,它是一種高速A/D轉(zhuǎn)換器。A/D轉(zhuǎn)換是在DSP的控制下進(jìn)行的。TLC5510的工作特點(diǎn)是：當(dāng)采樣時(shí)鐘為高電平時(shí)，A/D轉(zhuǎn)換器處于跟蹤狀態(tài)；時(shí)鐘下降沿時(shí)，輸入信號(hào)被保持，A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)入轉(zhuǎn)換狀態(tài)，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)延遲2.5個(gè)時(shí)鐘周期后在時(shí)鐘上升沿輸出。這樣對(duì)于A/D采樣，每一個(gè)時(shí)鐘到來(lái)時(shí)就會(huì)有采樣數(shù)據(jù)輸出。因此TLC5510除了數(shù)據(jù)線外，就包含一個(gè)輸出允許（
）接口信號(hào)。對(duì)于一個(gè)數(shù)據(jù)采樣系統(tǒng)關(guān)鍵的是地址產(chǎn)生電路和采樣時(shí)鐘產(chǎn)生電路，傳統(tǒng)的采樣大多是借助于邏輯芯片來(lái)分別實(shí)現(xiàn)這兩部分電路。而這里引入軟件采樣的概念，即利用軟件編程的方法來(lái)分別產(chǎn)生A/D采樣所需的時(shí)鐘脈沖和地址信號(hào)?？刂撇蓸拥闹噶钊缦拢?本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/195652.htmRPT 每行采樣點(diǎn)數(shù)
WRITA Smem
本系統(tǒng)采用TMS320C5409為核心的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。TMS320C5409是16bit定點(diǎn)DSP，它使用改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)，具有專用的硬件邏輯的CPU、片內(nèi)存儲(chǔ)器、片內(nèi)外圍設(shè)備以及一個(gè)高度專業(yè)化的指令集。在運(yùn)算過(guò)程中，DSP以中斷方式讀取A/D采樣結(jié)果。整個(gè)系統(tǒng)是CCD傳感器光采樣與A/D數(shù)據(jù)采集、DSP數(shù)據(jù)處理三級(jí)流水線結(jié)構(gòu)。所采用的CCD有效光敏元數(shù)為2048，驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘選為1MHz，CCD光積分周期T至少需要2。084ms。CCD是串行輸出，DSP是成組使用數(shù)據(jù)，所以要設(shè)置數(shù)據(jù)緩沖區(qū)存放AD采樣數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中要?jiǎng)澇鰞蓧K緩沖區(qū)分別進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣與處理，緩沖區(qū)的切換通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)，即當(dāng)其中一塊進(jìn)行AD采樣，同時(shí)另一塊對(duì)前一時(shí)刻的AD轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
四、數(shù)據(jù)處理
在數(shù)據(jù)處理中，CCD傳感器分奇偶場(chǎng)輸出電信號(hào)，首先將它存到先入先出（FIFO）緩沖器，DSP從FIFO中取數(shù)字信號(hào)時(shí)，就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理。一個(gè)目標(biāo)通常覆蓋了連續(xù)幾行上的像元，每個(gè)目標(biāo)在覆蓋行上的起始位置和連續(xù)幾個(gè)像元處的強(qiáng)度值已存在FIFO中。實(shí)時(shí)算法每次只需FIFO中連續(xù)兩行的目標(biāo)信號(hào)，比較當(dāng)前行和前一行上目標(biāo)起始位置和終止位置，即可確定一個(gè)目標(biāo)的構(gòu)成是剛開(kāi)始還是在繼續(xù)或是已完成，直到所有行數(shù)據(jù)處理完畢，這樣所有目標(biāo)像點(diǎn)的坐標(biāo)就計(jì)算出來(lái)了。算法流程圖如圖3所示。它們的重心坐標(biāo)公式如下：
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Xc，Yc為二維重心坐標(biāo)；Xi，Yi為第i個(gè)像元的序號(hào)；Vi為第i個(gè)像元對(duì)應(yīng)的信號(hào)幅值。
DSP采用重心算法對(duì)目標(biāo)位置y′進(jìn)行計(jì)算時(shí)，AD采樣選用8bit的AD芯片，系統(tǒng)檢測(cè)精度可達(dá)到1μm以下?？梢?jiàn)系統(tǒng)誤差非常小，測(cè)量很準(zhǔn)確。
五、總結(jié)
本系統(tǒng)硬件簡(jiǎn)單，功能強(qiáng)大，接口方便。高速的A/D轉(zhuǎn)換器的采樣速率也很容易用軟件來(lái)控制，DSP系統(tǒng)運(yùn)行速度高、編程很靈活、穩(wěn)定性好、可重復(fù)性好、集成也方便，特別是所采用的重心算法，具有算法簡(jiǎn)單，運(yùn)算速度快等優(yōu)點(diǎn)。本系統(tǒng)不僅可以應(yīng)用于測(cè)量橋梁載重，而且還可應(yīng)用于測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體（煤車、火車等），具有較高的測(cè)量精度和實(shí)時(shí)性。
評(píng)論