本文關(guān)鍵詞：基于FPGA的并行多通道超聲波探傷系統(tǒng)設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：目前,超聲波探傷作為重要的無損檢測方法之一,已經(jīng)在國民經(jīng)濟如鐵路交通、石油化工、機械制造和國防工業(yè)等領(lǐng)域中得到越來越廣泛的運用。傳統(tǒng)超聲波探傷系統(tǒng)的實現(xiàn)通常都是采用單片機、DSP,或者是ARM+DSP架構(gòu)。隨著工業(yè)發(fā)展需求的日益增長,這些傳統(tǒng)設(shè)計方式設(shè)計的探傷設(shè)備很難滿足現(xiàn)代檢測技術(shù)中對檢測實時性、靈敏度及自動化程度的要求。 本文提出了一種基于'FPGA+IPC(工控機)’架構(gòu)的系統(tǒng)設(shè)計方案。在本設(shè)計實現(xiàn)中,FPGA子系統(tǒng)實現(xiàn)超聲波信號的發(fā)射、接收、增益調(diào)節(jié)等控制邏輯；利用FPGA高速并行處理特性以及豐富的邏輯資源,有效的實現(xiàn)多路信號的并行高速采集、數(shù)字信號處理功能；同時,利用FPGA的在線可重構(gòu)特性,設(shè)計動態(tài)系數(shù)FIR濾波器,實現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)字濾波功能模塊的參數(shù)在線可調(diào)功能,進(jìn)而可大大提高探傷儀器的靈活性；FPGA與IPC之間采用千兆以太網(wǎng)通信方式進(jìn)行數(shù)據(jù)和控制命令的交互,可實時將大批量超聲回波數(shù)據(jù)傳輸至IPC系統(tǒng)。 在IPC系統(tǒng)中,使用VC環(huán)境下集成的QT圖形用戶界面開發(fā)庫編程實現(xiàn)超聲回波數(shù)據(jù)存儲、波形顯示以及用戶與系統(tǒng)交互界面；開發(fā)方便,易達(dá)到友好的人機界面；利用IPC強大的處理能力,為實現(xiàn)對回波數(shù)據(jù)的頻譜分析、小波變換等更加復(fù)雜的數(shù)字化處理奠定基礎(chǔ),從而使探傷系統(tǒng)進(jìn)一步提高系統(tǒng)檢測的準(zhǔn)確度及缺陷智能識別程度。
【關(guān)鍵詞】：超聲波探傷 FPGA 數(shù)據(jù)高速并行處理 動態(tài)系數(shù)FIR 千兆以太網(wǎng)通信
【學(xué)位授予單位】：安徽大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH878.2
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-5
• 目錄5-7
• 第一章 緒論7-11
• 1.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀7-8
• 1.2 目的及意義8-9
• 1.3 論文主要內(nèi)容9-11
• 第二章 超聲波探傷原理及分類11-17
• 2.1 探傷原理11-12
• 2.1.1 超聲波探傷基本原理11
• 2.1.2 超聲波的產(chǎn)生11-12
• 2.2 超聲波探傷分類12-15
• 2.2.1 根據(jù)原理分類12-14
• 2.2.2 根據(jù)缺陷顯示的方式分類14-15
• 2.3 超聲波檢測設(shè)備發(fā)展15-16
• 2.4 本章小結(jié)16-17
• 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計17-33
• 3.1 模擬前端及信號調(diào)理電路17-21
• 3.1.1 超聲波的發(fā)射17-19
• 3.1.2 超聲波的接收19-21
• 3.2 回波信號采集電路21-23
• 3.2.1 A/D選型21-22
• 3.2.2 A/D9212簡介及電路設(shè)計22-23
• 3.3 主控模塊FPGA23-27
• 3.3.1 芯片簡介23-26
• 3.3.2 FPGA配置26-27
• 3.4 DDR2模塊27-29
• 3.4.1 DDR2 SDRAM簡介28-29
• 3.4.2 DDR2電路設(shè)計29
• 3.5 千兆以太網(wǎng)接口29-31
• 3.5.1 千兆PHY芯片簡介29-31
• 3.5.2 電路設(shè)計31
• 3.6 本章小結(jié)31-33
• 第四章 FPGA邏輯設(shè)計及SOPC實現(xiàn)33-52
• 4.1 邏輯功能模塊設(shè)計33-37
• 4.1.1 采樣數(shù)據(jù)的串/并轉(zhuǎn)換33-36
• 4.1.2 FIR濾波器36-37
• 4.2 FPGA中基于AXI4總線的SOPC設(shè)計37-42
• 4.2.1 AXI4總線簡介38-40
• 4.2.2 Microblaze軟處理器40-41
• 4.2.3 基于AXI4總線的SOPC實現(xiàn)41-42
• 4.3 DDR2控制器42-47
• 4.3.1 DDR2控制器的調(diào)用43-45
• 4.3.2 DDR2控制器的寫操作實現(xiàn)45-47
• 4.4 以太網(wǎng)控制器MAC47-51
• 4.4.1 以太網(wǎng)簡介47-48
• 4.4.2 千兆以太網(wǎng)接口控制48-50
• 4.4.3 基于FPGA的千兆以太網(wǎng)實現(xiàn)50-51
• 4.5 本章小結(jié)51-52
• 第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計52-61
• 5.1 硬件外設(shè)驅(qū)動程序設(shè)計52-54
• 5.2 PC端軟件設(shè)計54-59
• 5.2.1 基于Winpcap的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收/發(fā)55-58
• 5.2.2 基于Qt的人機界面開發(fā)58-59
• 5.3 本章小結(jié)59-61
• 第六章 系統(tǒng)調(diào)試及分析61-69
• 6.1 調(diào)試工具介紹61
• 6.2 硬件電路測試61-64
• 6.3 系統(tǒng)功能模塊測試64-68
• 6.4 本章小結(jié)68-69
• 第七章 結(jié)束語69-71
• 參考文獻(xiàn)71-76
• 致謝76-77
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文77-78
• 附錄78-79

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 馮玉良,代湘君,王麗麗;二極管限幅電路的限幅規(guī)律探尋[J];鞍山師范學(xué)院學(xué)報;2003年02期

2 秦金華;劉小方;高成強;宋海榮;;基于AD603的超聲微弱信號檢測研究[J];兵工自動化;2007年11期

3 柯細(xì)勇;王占元;楊劍峰;劉文彬;;一種新型便攜式超聲波測厚儀的設(shè)計[J];傳感器與微系統(tǒng);2011年12期

4 曹衛(wèi)鋒;鄭安平;張晉宇;;程控寬帶直流功率放大器的設(shè)計[J];單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用;2010年06期

5 王靈芝;林培杰;黃春暉;;FPGA的配置及其接口電路的設(shè)計[J];電子測量與儀器學(xué)報;2007年02期

6 仲建鋒;胡慶生;孫遠(yuǎn);;基于FPGA的多路高速串并轉(zhuǎn)換器設(shè)計[J];電子器件;2008年02期

7 胡文靜;陳松;劉翔;;基于FPGA的嵌入式程控數(shù)字濾波器實現(xiàn)研究[J];電子器件;2009年06期

8 龍再川;趙凱生;洪明堅;杜昊;;ARM系統(tǒng)中DMA方式在數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用[J];國外電子元器件;2007年02期

9 毛劍波;壓電陶瓷換能器在超聲波測距儀中的應(yīng)用[J];合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2005年06期

10 鄒連英;余峰;;Xilinx DDR2 IP核控制器設(shè)計[J];艦船電子工程;2012年06期

  本文關(guān)鍵詞：基于FPGA的并行多通道超聲波探傷系統(tǒng)設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：326433