一种基于TMS320F28377的四通道X光信号采集卡制造技术

本发明专利技术公开了一种基于TMS320F28377的四通道X光信号采集卡，包括板卡，板卡上设有信号采集接口和SPI接口，板卡上安装有采集芯片、信号调理模块和以太网接口模块，信号调理模块输入端连接四个X光传感器，信号调理模块输出端连接采集芯片内的AD转换模块，AD转换模块连接设置在采集芯片内的片上RAM，片上RAM通过SPI接口连接以太网接口模块，本发明专利技术结构原理简单，采用一颗单片机芯片加上简单的信号调理电路和以太网接口模块，即可实现X光信号采集卡的所需的电压信号采样、数据存储和传输功能，既降低了电路成本和复杂度，也降低了编程和调试的难度。

A four channel X optical signal acquisition card based on TMS320F28377

The invention discloses a four-channel X-ray signal acquisition card based on TMS320F28377, which comprises a board card, a signal acquisition interface and a SPI interface are arranged on the board card, a collection chip, a signal conditioning module and an Ethernet interface module are installed on the board card, and four X-ray sensors are connected at the input end of the signal conditioning module, and the output end of the signal conditioning module. Connecting the AD conversion module in the acquisition chip, the AD conversion module connecting the on-chip RAM set in the acquisition chip, and the on-chip RAM connecting the Ethernet interface module through the SPI interface, the structure and principle of the present invention are simple. The X-ray signal acquisition can be realized by using a single chip chip plus a simple signal conditioning circuit and an Ethernet interface module. The voltage signal sampling, data storage and transmission functions required by the card not only reduce the cost and complexity of the circuit, but also reduce the difficulty of programming and debugging.

【技术实现步骤摘要】
一种基于TMS320F28377的四通道X光信号采集卡
本专利技术涉及X光信号采集卡
，具体为一种基于TMS320F28377的四通道X光信号采集卡。
技术介绍
X光检测设备主要由X光球管和X光机电源以及控制电路等组成，而X光球管又由阴极灯丝和阳极靶以及真空玻璃管组成，X光机电源又可分为高压电源和灯丝电源两部分，其中灯丝电源用于为灯丝加热，高压电源的高压输出端分别夹在阴极灯丝和阳极靶两端，提供一个高压电场使灯丝上活跃的电子加速流向阳极靶，形成一个高速的电子流，轰击阳极靶面后，99％转化为热量，1％由于轫致辐射产生X射线。X光信号采集卡是X光检测设备的核心板卡，主要功能是将X光传感器的输出电压模拟信号快速转换成数字量数据，并传输至工控计算机形成图像。受限于模数转换(ADC)的通道数量、采样速度，数据传输速度，目前市场上的X光采集板卡主要包含三大部分：ADC模块、缓存芯片、单片机、FPGA,这类方案一般使用了FPGA控制ADC采样时序并将ADC结果存入缓存芯片，FPGA芯片同时实现从缓存芯片读出数据然后向工控计算机传输的接口功能，单片机主要实现普通数字信号输入输出功能并协调整个系统工作的功能。ADC模块、缓存芯片、单片机、FPGA混合使用的设计方案在设计过程中存在芯片成本高、电路设计复杂、单片机和FPGA芯片单独编程、调试难度较高的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于TMS320F28377的四通道X光信号采集卡，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于TMS320F28377的四通道X光信号采集卡，包括板卡，所述板卡上设有信号采集接口和SPI接口，所述板卡上安装有采集芯片、信号调理模块和以太网接口模块，所述信号调理模块输入端连接四个X光传感器，分别为第一X光传感器、第二X光传感器、第三X光传感器、第四X光传感器，所述信号调理模块输出端连接采集芯片内的AD转换模块，所述AD转换模块连接设置在采集芯片内的片上RAM，所述片上RAM通过SPI接口连接以太网接口模块，所述采集芯片内还设有PWM模块，所述PWM模块分别连接四个X光传感器。优选的，所述信号调理模块包括运算放大器A和运算放大器B，所述运算放大器A正极输入端分别连接电阻B一端和电容B一端，电容B另一端接地；所述电阻B另一端连接电阻A一端，电阻A另一端连接信号输入端，所述运算放大器A负极输入端分别连接电容A一端和输出端，所述电容A另一端连接电阻A和电阻B之间的节点；所述运算放大器A输出端连接电阻C一端，所述电阻C另一端分别连接电阻D一端和运算放大器B正极输入端，所述电阻D另一端接地，所述运算放大器B负极输入端分别连接电阻E一端和电阻F一端，电阻E另一端接地，电阻F另一端连接运算放大器B输出端和信号输出端。优选的，所述采集芯片型号采用TMS320F28377。优选的，所述以太网接口模块中采用型号为Realtek8201BL的以太网芯片。优选的，其使用方法包括以下步骤：A、TMS320F28377芯片采用片上的PWM模块生成复位信号和时钟信号，用于控制所有X光传感器的工作时序；B、X光传感器工作时，每输出一个有效的电压模拟量信号就会相应地产生一个触发信号；C、TMS320F28377芯片根据这个触发信号触发所有片上AD转换模块开始一次AD转换；D、每完成一次转换，AD转换结果会存储在片上RAM中，供SPI接口实时发送到以太网接口模块，进而发送到工控计算机上通过相应软件拼接成X光扫描图片。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术结构原理简单，采用一颗单片机芯片加上简单的信号调理电路和以太网接口模块，即可实现X光信号采集卡的所需的电压信号采样、数据存储和传输功能，既降低了电路成本和复杂度，也降低了编程和调试的难度。(2)本专利技术采用的信号调理模块抗干扰能力强，实现对模拟信号的优化；能够缩短信号传输距离，降低故障率，提高了信号传输效率。附图说明图1为本专利技术系统原理图；图2为本专利技术信号调理模块原理图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1，本专利技术提供一种技术方案：一种基于TMS320F28377的四通道X光信号采集卡，包括板卡，所述板卡上设有信号采集接口和SPI接口1，所述板卡上安装有采集芯片2、信号调理模块3和以太网接口模块4，所述信号调理模块2输入端连接四个X光传感器，分别为第一X光传感器5、第二X光传感器6、第三X光传感器7、第四X光传感器8，所述信号调理模块2输出端连接采集芯片2内的AD转换模块9，所述AD转换模块9连接设置在采集芯片2内的片上RAM10，所述片上RAM10通过SPI接口1连接以太网接口模块4，所述采集芯片2内还设有PWM模块11，所述PWM模块11分别连接四个X光传感器；其中，采集芯片2型号采用TMS320F28377。TMS320F28377芯片具有四个独立的片上ADC模块，每个ADC模块能够以最高3.5MSPS的转换速率完成12位ADC转换，足以应对X光传感器的信号采集需求；以太网接口模块4中采用型号为Realtek8201BL的以太网芯片。如图2所示，本专利技术中，信号调理模块2包括运算放大器A1c和运算放大器B2c，所述运算放大器A1c正极输入端分别连接电阻B2a一端和电容B2b一端，电容B2b另一端接地；所述电阻B2a另一端连接电阻A1a一端，电阻A1a另一端连接信号输入端，所述运算放大器A1c负极输入端分别连接电容A1b一端和输出端，所述电容A1b另一端连接电阻A1a和电阻B2a之间的节点；所述运算放大器A1c输出端连接电阻C3a一端，所述电阻C3a另一端分别连接电阻D4a一端和运算放大器B2c正极输入端，所述电阻D4a另一端接地，所述运算放大器B2c负极输入端分别连接电阻E5a一端和电阻F6a一端，电阻E5a另一端接地，电阻F6a另一端连接运算放大器B2c输出端和信号输出端。本专利技术采用的信号调理模块抗干扰能力强，实现对模拟信号的优化；能够缩短信号传输距离，降低故障率，提高了信号传输效率。工作原理：本专利技术的使用方法包括以下步骤：A、TMS320F28377芯片采用片上的PWM模块生成复位信号和时钟信号，用于控制所有X光传感器的工作时序；B、X光传感器工作时，每输出一个有效的电压模拟量信号就会相应地产生一个触发信号；C、TMS320F28377芯片根据这个触发信号触发所有片上AD转换模块开始一次AD转换；D、每完成一次转换，AD转换结果会存储在片上RAM中，供SPI接口实时发送到以太网接口模块，进而发送到工控计算机上通过相应软件拼接成X光扫描图片。本专利技术中，基于TMS320F28377的超声波发生器控制板卡只有一个软件编程对象，即TMS320F28377芯片。而且编程语言单一，只需采用C语言皆可完成。本方案充分利用TMS320F28377芯片包含内部4个AD转换模块的特点，省去独立的AAD转换模块，以及AD转换模块时序控制电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于TMS320F28377的四通道X光信号采集卡，包括板卡，其特征在于：所述板卡上设有信号采集接口和SPI接口(1)，所述板卡上安装有采集芯片(2)、信号调理模块(3)和以太网接口模块(4)，所述信号调理模块(2)输入端连接四个X光传感器，分别为第一X光传感器(5)、第二X光传感器(6)、第三X光传感器(7)、第四X光传感器(8)，所述信号调理模块(2)输出端连接采集芯片(2)内的AD转换模块(9)，所述AD转换模块(9)连接设置在采集芯片(2)内的片上RAM(10)，所述片上RAM(10)通过SPI接口(1)连接以太网接口模块(4)，所述采集芯片(2)内还设有PWM模块(11)，所述PWM模块(11)分别连接四个X光传感器。

【技术特征摘要】
1.一种基于TMS320F28377的四通道X光信号采集卡，包括板卡，其特征在于：所述板卡上设有信号采集接口和SPI接口(1)，所述板卡上安装有采集芯片(2)、信号调理模块(3)和以太网接口模块(4)，所述信号调理模块(2)输入端连接四个X光传感器，分别为第一X光传感器(5)、第二X光传感器(6)、第三X光传感器(7)、第四X光传感器(8)，所述信号调理模块(2)输出端连接采集芯片(2)内的AD转换模块(9)，所述AD转换模块(9)连接设置在采集芯片(2)内的片上RAM(10)，所述片上RAM(10)通过SPI接口(1)连接以太网接口模块(4)，所述采集芯片(2)内还设有PWM模块(11)，所述PWM模块(11)分别连接四个X光传感器。2.根据权利要求1所述的一种基于TMS320F28377的四通道X光信号采集卡，其特征在于：所述信号调理模块(2)包括运算放大器A(1c)和运算放大器B(2c)，所述运算放大器A(1c)正极输入端分别连接电阻B(2a)一端和电容B(2b)一端，电容B(2b)另一端接地；所述电阻B(2a)另一端连接电阻A(1a)一端，电阻A(1a)另一端连接信号输入端，所述运算放大器A(1c)负极输入端分别连接电容A(1b)一端和输出端，所述电容A(1b)另一端连接电阻A(1a)和电阻B(2a)之间的节点；所述运算放大器A(1c)输出端连...

【专利技术属性】
技术研发人员：周宏建，邓卫平，段忠福，
申请(专利权)人：上海骄成机电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31