0导言
金属磁回忆检测技能自提出后一向具有杰出的使用远景，但其理论研讨的缺乏是限制该技能使用和开展的一大瓶颈，现有的理论研讨以为，铁磁资料结构表层的隐性缺点会发生法向磁场重量过零值点，使得切向磁场重量取最大值。据此市场上一些检测仪便是以法向磁场重量过零值点来判别铁磁资料应力会集区域。如今，国内外一些学者在此基础上做更多的研讨，有一部分学者，经过丈量磁场信号，得到了磁场梯度，依据磁场梯度来判别磁回忆损害程度;还有一些学者，经过小波变换对收集的磁场信号进行按捺细节系数、小波指数下降消噪等多种办法的剖析处理，使用多种特征量对应力会集进行定性和定量的归纳判别，来进步对铁磁性金属构件疲惫损害的识别率。
总归，这些办法都是在丈量到铁磁资料漏磁信号的基础上树立的，本文规划的金属磁回忆检测仪是以DSP和CPLD为中心的嵌入式设备检测体系，因为DSP艺芯片处理速度快，能对实时收集数据进行高速处理，但DSP芯片资源、接口都有限，与外设的合作常常面对接口复用、时序合作等要求。为削减DSP因对片外模块进行操控、通讯等所带来的时刻开支，高效发挥DSP的数据处理才能，本文完结了一种依据 CPLD的外围操控纽带，帮忙DSP芯片完结外设的逻辑操控和时序和谐，确保了DSP芯片的数据处理速度。
1硬件接口规划
体系中DSP选用的是TI公司的TMS320F28335处理器，CPLD选用的是ALTERA公司的 EPM570，传感器选用的是HONEYWELL公司的HMC1052磁阻传感器，液晶显现屏选用的是深圳旭升达电子厂出产的HW480272F-0L- 0A类型TFT液晶显现屏。
体系全体完结流程为：传感器收集铁磁性零件外表的磁回忆信号，DSP经过内部自带AD转换器，对传感器的信号进行快速收集、高速处理、提取特征信号后，DSP经过总线方法将信号传给CPLD，CPLD将波形显现信号存入显存SRAM中，然后再将SRAM中存储的 TFT显现屏的一帧波形数据在TFT屏上用波形显现，因而一旦屏上波形呈现过零点，即可判别此处存在应力会集。为了便利体系的人机沟通，体系中添加了按键和蜂鸣器，按键担任体系相关参数的设定，当检测到应力会集区域时，蜂鸣器担任报警。图1为检测仪的硬件结构图。
1.1HMC1052磁阻传感器
磁阻传感器HMC1052是一个双轴线性磁传感器，每个传感器有一个由磁阻薄膜合金组成的惠斯通桥。当加上供电电压，传感器将磁场强度转换为电压输出，经过一个仪用扩大器即可将信号电压扩大到AD采样电压量程规模。HMC1052的磁场丈量规模是±6gauss，灵敏度是1.0mV/V/gauss。当5V 电压供桥时，传感器满量程输出电压规模±30mV，DSP自带内部AD量程为0～3V，因而将仪用扩大器参阅电压设定为1.5V，扩大倍数设置成50倍，即可到达AD满量程。使用磁原理，传感器HMC1052丈量工件外表散射磁场法向重量Hp(y)沿坐标X-Y重量，经过核算、差错校对，由公式：Hp=√X2+Y2即可得到Hp(y)值。Hp(y)符号与丈量基准方向Y的符号相同。图2为HMC1052传感器单轴调度电路，另一轴调度电路与图 2类似。
磁阻传感器在制作进程中，选定沿着薄膜长度方向为轴，当玻膜合金薄膜遭到强磁场搅扰时(大于20gauss)薄膜磁化极性会遭到破坏，需求对传感器施加一个瞬态强磁场来康复或坚持传感器特性，这个进程只需DSP供给一个置位或复位脉冲CLOCK信号即可。图3为单时钟复位电路，其间CLOCK接DSP的一个 GPIO口，S/R-接HMC1052的8脚，相应HMC1052的第六脚接地。
1.2DSP与CPLD及相关外设通讯
跟着DSP芯片的作业时钟越来越高，指令的履行周期越来越短，而挂接在体系上的外设，如：按键、显现屏、蜂鸣器等，速度各不相同，且均相对DSP来说，速度较慢，DSP假如直接对这些片外模块进行操控，将会带来很大的时刻开支。在本体系中，DSP对外设的操控常常需求用到品种较多的门电路、译码电路、时序电路等，为了节省PCB板的面积，添加体系规划的灵活性、可靠性，选用CPLD完结DSP的外围电路操控，能充分地使用CPLD中的资源，削减软件编程的复杂度，进步DSP的履行速度。这样，DSP对每一个外设都分配一个地址，CPLD经过DSP传过来的地址线、操控线和数据线来进行对相应外设的操控。关于按键类型的外设，当按键按下后，首要CPLD对按键进行消抖，CPLD得到按键值后，再经过中止告诉DSP，DSP再经过总线来读取按键值。
TMS320F28335 经过四位地址总线(XA[11：8])、数据总线(XD[11：0])、外部读写使能信号(RD、WR)、片选信号(CS)及I/O中止信号与CPLD相连，由这些信号连线完结DSP对CPLD内的相关寄存器或I/O的读写操作。挂接在CPLD上的一切外设DSP都可以经过地址线XA[8：11]来分配一个对应的地址，当在DSP中履行写指令：*(0x0400)=0x001时，地址总线XA[11：8]=0100B，数据线 XD[11：0]=0x001，一起操控线中CS、WR为低电平，RD为高电平，CPLD接收到总线电平后，进行地址锁存、数据译码等操作，即可对相应地址上分配的外设进行操控。CPLD与DSP的衔接联系如图4所示。
1.3TFT真彩液晶屏
液晶屏分辨率为272×480，尺度为4.3英寸。显现颜色为16位，RGB各占6位、5位、6位，选用3.3V电压供电。CPLD上外挂一片 16×256kB的SRAM作为显现屏的显存，存储一帧屏显的数据。CPLD将DSP总线上传来的数据，先存入显存，然后再从显存中读取出来，合作液晶屏驱动时序，在液晶屏大将波形显现出来。图5为液晶操控图。
2软件规划
本仪器所完结的主要功用有：漏磁信号收集处理、信号波形液晶显现、声响报警和按键功用设定。其间信号收集由DSP内部AD中止完结，只需求设置好相关寄存器即可。因为波形显现和声响报警是直接由DSP经过总线将指令发送到CPLD;而按键功用设定是：当按键按下后由CPLD经过中止来告诉DSP，然后DSP 经过总线读取按键值，依据这些功用画出如图6、7的体系软件流程图，别离表明两块CPU各自内部程序流程。图6为信号波形显现和声响报警软件规划流程图，图7为按键功用设定流程图。
3总结
金属磁回忆作为一项新的无损检测技能，已在石油化工管道、发电站汽轮机、工程机械装备等范畴得到越来越广泛的使用，选用DSP和CPLD组合规划的检测仪，不仅能确保高速的信号收集处理，并且使用了CPLD内部的硬件资源，大大简化了DSP拜访外设时的时刻开支，进步整个体系的履行速度。一起，CPLD预留了必定扩展接口，便利往后体系更新和晋级。
