基于ADSP-BF531的电涡流探伤系统设计

3 TFT-LCD的驱动设计
本系统中采用4．3英寸AT043TN24屏，它的的主要信号线有场同步信号Vsync、行同步信号Hsync、像素时钟信号Pclk、数据使能信号DE和R8G888格式的24位数据信号，整个时序过程可以分为帧扫描过程和行扫描过程。
Blackfin处理器的PPI口共20个引脚，每个时钟周期可以收发16位数据，它为TFT-LCD提供了一个无缝的数据传输接口。我们采用的这款液晶屏的像素时钟频率是9MHz，由外部有源晶振提供，此有源晶振同时接PPI CLK引脚，为PPI提供时钟。ADSP-BF531处理器的PPI接口具有3个帧同步引脚，将其中的TMR1／PPI FS1和TMR2／PPI FS2口分别与TFT-LCD的行同步信号Hsync、场同步信号Vsync相连。在设计中，我们采用的是16位R5G685格式显示，所以将R、B的低3位和G的低2位直接接地。剩下的16位数据线与ADSP-BF531的PPI0到PPI15口相连。ADSP-BF531与TFT-LCD的连接原理图如图3所示。

2．4 同步动态随机存取存储器
在TFT-LCD的驱动时序中，需要将全屏像素数据持续高速地提供给PPI数据总线，需要在系统中开辟一块缓存区，用来存储全屏像素数据，供TFT-LCD驱动程序使用；另一方面，AD采集的大量数据也需要存储在特定的缓冲区，供系统以后调用。但是由于以上两部分数据量比较大，ADSP-BF531的内部SRAM容量有限，无法满足存储要求，所以需要在外部扩展一片大容量缓存芯片。
本系统中使用SDRAM作为片外缓存，它具有读写速度快、容量大和低成本等优点，并且与ADSP-BF531的外部总线接口单元(EBIU)兼容。具体型号为K4S561632C，其存储容量为4M×16Bit×4Banks(32M字节)，工作电压为3．3V，54脚TSOP封装，兼容LVTTL接口，支持自动刷新和自刷新，16位数据宽度。
ADSP-BF531处理器具有一个独立的存储器DMA通道，专门用于与外部存储空间进行高速通信，并且不占用CPU时间，解放CPU去完成其他任务。本系统中采用DMA方式通过ADSP-BF531的EBIU接口，将要显示的数据从SDRAM的显示缓冲区中读出，然后送给PPI数据接口，配合由定时器产生的行场信号，构成TFT-LCD的完整驱动时序，实现TFT-LCD画面的连续显示。ADSP-BF531与SDRAM的接口原理图如图4所示。

2．5 指示模块设计
本系统主要进行金属微裂纹的检测，当检测到金属表面存在裂纹时，需要进行声光指示，这样使得测量过程更加方便可靠。指示电路如图5所示。

3 系统软件设计
本系统的软件设计主要是在Visual DSP++4．5开发平台上进行的，把仿真器和BF531的JTAG口连接，可以对调试界面的程序进行Debug运行。BF531开发环境功能齐全、条目分明、简洁易懂、操作方便，利用Visual DSP++项目管理环境，程序员可以开发和调试应用程序。

ADSP-BF531是系统控制与数据处理的中心，协调各部件及人机交互工作，主要完成系统初始化、数据采集和存储的控制命令发送，并读回数据进行处理、分析与显示，控制声光指示系统。系统流程图如图6所示。其中系统初始化包括配置PPI、DMA和Timer寄存器，设置SDRAM控制寄存器，配置SPORT0接口等功能。SDRAM中的显示缓冲区A用于存放根据TFT-LCD显示坐标计算的数据，主要用于显示，SDRAM数据缓冲区B用于存放AD的采样值，用于DSP进行数据分析和计算。

4 结论
电涡流金属探伤技术以其非接触性、精度高、响应快、不受油污等介质影响等优点得到了越来越广泛的应用。本文分别从硬件和软件两方面详细介绍了电涡流探伤系统的设计，本系统采用的是Blackfin处理器ADSP-BF531，充分利用ADSP-BF531处理器的内部资源和高频的特性，采用PPI接口驱动TFT-LCD，采用EBIU口与SDRAM相连，利用SPORT0快速串口与ADC实现高速采样，从而简化电路设计，降低系统开发成本，具有良好的实际推广应用价值。