基于單片機和虛擬儀器技術的超聲探測儀的設計畢業設計-資料下載頁

　　

【正文】 ，之后EOC輸出信號變低，指示轉換正在進行，直到A/D轉換完成，EOC變為高電平，結果數據已存入鎖存器。當OE輸入高電平時，輸出三態門打開，轉換結果的數字量輸出到數據總線上。ADC0809的時鐘由單片機提供，經由ALE取得，如果信號頻率過高，可采用分頻電路進行分頻。同時，ADC0809有3種工作方式：查詢方式、中斷方式和等待方式。不同的工作方式采用的硬件電路也有所區別，這里采用最簡單的等待方式來實現A/D轉換。 測量儀采用了常用的RS232以及MAX232芯片來實現串行傳輸，： 串口傳輸電路 600V電源電路此600V電源加在發射電路中的Vch端。在常用的超聲檢測系統中，VH電壓在數十伏至幾百伏的范圍內。為充分激發探頭的壓電性能，采用了600 V的高壓直流電源模塊。高電壓升壓電源電路:交流220V轉直流600V電源電路如圖310 所示： 交流220v轉600v直流電源規格：輸入電壓= 220V177。10% 50/60Hz輸出電壓= 0600Vdc 開關頻率：70100kHz。 5V電源電路、 +5V電源產生電路此+5v電源為硬件電路圖中的各種器件提供電源電壓，如圖311所示，為+5v電源產生電路： 5v電源產生電路規格：輸入電壓= 220V177。10% 50/60Hz輸出電壓= 05600Vdc 開關頻率：70100kHz 5V電源產生電路此5v電源產生的直流偏移電壓加在緩沖檢波電路中， 其作用是調節噪聲對顯示基線的影響。如圖312所示，為5v電源產生電路： 5v電源產生電路 系統的軟件設計 基于單片機的超聲波探測的軟件設計主要包括系統初始化、超聲波發出信號、超聲波采集、A/D轉換、信號處理、串口通信。基于單片機的超聲波探測儀的系統流程圖如圖所示。經過以上軟件的處理就能把基于單片機的超聲波探測儀采集到的探傷信號通過串口傳送到計算機中，利用計算機中的探傷處理軟件獲取探傷信息。第4章 LabVIEW上位機設計4．1程序結構超聲波探傷系統是基于LabVIEW編寫，主要實現超聲波數據的采集、處理、分析、顯示和存儲。超聲波信號通過基于單片機的超聲波探傷系統，通過串口傳輸到計算機中。在計算機中利用LabVIEW實現超聲波探傷的檢測。在本系統中為了增加軟件的操作權限，本設計還增加了用戶登錄功能，只有相應權限的操作者使用相應的密碼才能登錄系統，對系統進行操作。整個系統主要包括系統初始化、用戶登錄、串口通信、信號顯示、信號比較、探傷顯示和信號保存，整個系統的流程如圖8所示。圖 8 流程圖4．2程序界面超聲波探傷系統的界面如圖9所示，可見利用LabVIEW開發的系統界面具有良好的人機交互界面，非常美觀。以用LabVIEW創建超聲波探傷系統沒有使用一個代碼，所有的控件都是通過拖動的形式進行創建的，這樣既能簡單方便的創建人機交互界面，又能降低難度。從圖9中可以直觀的看出界面主要分為信號顯示區、報警區、數據保存區和系統操作界面區。每一區都具有自己響應的功能，不同區的作用在下面進行詳細的介紹。圖 9 系統界面信號顯示區如圖10所示，主要是實現超聲波波形的顯示曲線，此外在界面還有波形的實時顯示控件，顯示實時振幅。這些數據的采集和顯示，都只是通過控件對應的面板的變量實現的，并沒有通過一句代碼，所有的數據操作都是通過連線的方式進行的。圖 10系統顯示探傷線束區如圖11所示，主要包括探傷位置的顯示和傷痕幅度的顯示。圖11系統報警數據保存區如圖12所示，主要包括保存路徑和保存確定按鈕，在確定要保存數據時確定需要保存的路徑，點擊保存按鈕系統就會把采集到的數據自動保存在txt文檔中。圖12 系統保存系統操作區如圖13所示，主要包括登錄和系統退出按鈕，系統登錄時需要選擇用戶名和輸入密碼，只有兩者正確才能進入界面。圖13 系統操作4．5系統軟件超聲波探傷系統的系統軟件如圖14所示，LabVIEW是圖形化的語言，他把代碼轉化為圖形化的控件函數，可以明了直觀的為編程人員提高編程環境。利用LabVIEW進行系統的編程，可以簡單直觀地在程序面板中添加系統需要的函數，這樣可以輕松地創建程序結構。超聲波探傷系統的程序后面板部分就是實現用戶界面中系統設置、信號顯示系統和系統按鍵的操作的控制。為了實現各個按鍵的控制，超聲波探傷系統的按鍵控制部分采用了事件結構。LabVIEW的事件結構在一定程度上提高了CPU的效率，但是事件結構具有三大黃金法則，時間結構必須放在循環結構中，事件結構外的循環必須有單獨的結束操作，事件結構內不能放置循環結構。但是本系統具有數據采集功能，而數據的采集必須放置在循環結構中。為了發揮事件結構的優點和避免在事件結構中放置循環結構，本論文設計的電化學測控系統采用了基于事件結構的生產者消費者循環結構，系統的軟件框圖如圖14所示。這樣既保留了使用事件結構的優點，也能夠使用循環結構采集數據。14 軟件框圖從圖中可以看出基于LabVIEW設計的超聲波探傷系統的程序框圖是圖形話的編程語言，它主要包括事件的捕捉和事件的處理。在此程序中主要是響應登陸按鈕的事件，當登陸按鈕按下時，系統就會在事件結構中捕捉到按鈕的按下。當登陸安妮按下時，登陸對話框就會彈出，此時需要在登陸對話框中選擇登陸名和密碼，若選擇的用戶名與系統設置的密碼對應起來，系統就會登陸成功，系統登陸后就會通過基于消費者生產者循環的結構發出登陸的消息，消息經過系統的判斷就會如系統的數據的采集、處理、分析、操作和數據的顯示以及數據的保存。結論本本文利用單片機技術和LabvIEW技術實現超聲波探傷儀的設計，本系統主要包括基于單片機的超聲波探傷儀的硬件設計和軟件設計以及基于LabVIEW的上位機的設計。本文所設計的超聲波探傷儀的下位機以單片機為控制核心，并搭載超聲波采集和發生信號電路，通過串口傳輸到上位機上，上位機以LabVIEW為軟件平臺，開發了超聲波探傷儀的上位機程序。致謝本論文是在XXX老師的參考文獻[1] 金顯賀，王昌長，王忠東，等． 一種用于在線檢測局部放電的數字濾波技術[J] ．清華大學學報（自然科學版），1993，33（4）：6267．[3] 陳汝全,林水生,[M].成都: 電子科技大學出版社, 1998。[3] [J ] , (2) : 1215。[4] 。[5] 130141。[6] 劉福順，[7] 應崇福。超聲學。北京科學出版社，1990[8] 。:24—25[9] 張旭輝，馬宏偉。超聲無損檢測技術的現狀和發展趨勢。現狀趨勢戰略，2002:24—26[10] 張易知，:西安電子科技大學出版社，2002