CN101303416B - 数字式金属探测器的控制电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种数字式金属探测器的控制电路，包括：数字信号处理器(DSP)，FPGA，触摸显示，A/D转换器，第一其他设备，第二其他设备；所述的数字信号处理器(DSP)分别与FPGA和第一其他设备相连；FPGA分别与触摸显示、第二其他设备以及A/D转换器相接；可以在此系统上开发更复杂的系统算法，例如金属探测器的自学习算法，自动平衡算法，还可以控制一些集成度很高的数字模块，从而大大简化金属探测器的电路结构，最大限度的减少模拟电路的使用量，这样可以从根本上克服大量使用模拟电路所带来的缺陷，提高了金属探测器的稳定性，智能性、可操作性和可扩展性，极大的提高了金属探测器的性能价格比，从而使该金属探测器具有更强的市场竞争力。
Description
技术领域
本发明涉及一种工业上使用的金属探测器，尤其涉及该金属探测器的控制电路。
背景技术
金属探测器是一种可以应用在所有需要进行金属异物检测的场合，例如食品、药品、调味品、食品添加剂、服装、玩具、塑料、橡胶、化妆品以及纸品等生产流水线。
早期的金属探测器是模拟系统，随着数字技术的不断发展，诞生了配以少数的数字电路来控制的数字式金属探测仪。
但这种数字式金属探测器是基本采用模拟电路结构，只是输出部分通过A/D转换器将输出值送到微处理器中进行判断，同时增加了人机对话功能。
由图1可见：美国专利号：5,786,696，发明名称：METAL DETECTORFOR IDENTIFYING TARGET ELECTRICAL CHARACTERISTICS，DEPTHAND SIZE，(“能够探测金属物体类别及深度和大小的金属探测器”)。该金属探测器采用了DSP处理器进行数据处理，由单片机处理外围控制接口、按键输入和液晶显示等。该专利采用DSP与单片机联机工作，由于单片机的处理能力和处理速度的限制，使得系统的显示速率低下，无法实现复杂的显示内容，由于单片机输入输出口的限制，使得系统只能完成有限的控制功能，没能有效的利用DSP处理器的速度优势、多线程多任务处理功能。其中：与数字信号处理器(DSP)相连的其他设备包括SDRAM和串口设备；与单片机相连的其他设备包括直接数字合成芯片(DDS)、闪存、继电器、D/A转换器、时钟电路、报警电路以及调速电路。
如何将现有技术高速FPGA芯片应用在金属探测器的控制电路上是技术人员要解决的问题。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供了一种数字式金属探测器的控制电路，旨在解决上述的问题。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明包括：数字信号处理器DSP，FPGA，触摸显示，A/D转换器，第一其他设备，第二其他设备；所述的数字信号处理器DSP分别与FPGA和第一其他设备相连；FPGA分别与触摸显示、第二其他设备以及A/D转换器相接；所述的数字信号处理器DSP采用TMS320M642DSP处理器；所述的第一其他设备是SDRAM和串口设备；所述的第二其他设备是直接数字合成芯片DDS、闪存、继电器、D/A转换器、时钟电路、报警电路以及调速电路。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：可以在此系统上开发更复杂的系统算法，例如金属探测器的自学习算法，自动平衡算法，还可以控制一些集成度很高的数字模块，从而大大简化金属探测器的电路结构，最大限度的减少模拟电路的使用量，这样可以从根本上克服大量使用模拟电路所带来的缺陷，提高了金属探测器的稳定性，智能性、可操作性和可扩展性，极大的提高了金属探测器的性能价格比，从而使该金属探测器具有更强的市场竞争力。
附图说明
图1是现有技术的金属探测器的控制电路模块图；
图2是本发明的模块图；
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
由图2可见：本发明包括：数字信号处理器DSP，FPGA，触摸显示，A/D转换器，第一其他设备，第二其他设备；所述的数字信号处理器DSP分别与FPGA和第一其他设备相连；FPGA分别与触摸显示、第二其他设备以及A/D转换器相接；所述的数字信号处理器DSP采用TMS320M642DSP处理器；所述的第一其他设备是SDRAM和串口设备；所述的第二其他设备是直接数字合成芯片DDS、闪存、继电器、D/A转换器、时钟电路、报警电路以及调速电路。
本发明中由数字信号处理器(DSP)控制FPGA和第一其他设备来完成系统的整体控制。数字信号处理器(DSP)根据金属探测器的所要完成的任务给出不同的控制指令控制FPGA和第一其他设备，同时数字信号处理器(DSP)根据从FPGA和第一其他设备得到的信息决定系统的控制方向和具体执行的指令。FPGA根据数字信号处理器(DSP)的指令控制触摸显示，FPGA还将触摸显示给出的信息传给数字信号处理器(DSP)；FPGA根据数字信号处理器(DSP)的指令控制A/D转换器，A/D转换器完成相应的任务后将信息传给FPGA，FPGA将这些数据经过必要的处理后传给数字信号处理器(DSP)；FPGA根据数字信号处理器(DSP)的指令控制第二其他设备，第二其他设备完成相应的任务后将信息传给FPGA，FPGA将这些数据经过必要的处理后传给数字信号处理器(DSP)。
本发明解决了下述技术问题：
1)提高DSP处理器的处理速度，充分利用DSP的系统资源；
2)扩展系统的输入输出接口，增强系统的控制能力；
3)提高显示系统的显示速率，增强显示功能；
4)简化人机操作系统；
本发明采用现在市场上速度最快的DSP处理器(TMS320M642)，其内核频率最高可达720M，执行每条指令的时间为1.39nS，并且采用多级流水线操作模式，使得可以处理大量的适时信号，便于控制一些高速数字电路，提高程序的执行效率。
本发明采用高速FPGA(现场可编程门阵列)芯片替代单片机等微处理器，由FPGA根据DSP的程序指令直接控制外部设备，例如：人机对话系统、A/D、D/A、以及其他需要控制的器件。由于FPGA是并行执行模式，相对于单片机等微处理器等有很明显的速度优势，其可以根据不同的控制芯片，产生不同频率的控制信号，极大的提高了系统的适应性，这样可以将金属探测器的所有控制器件都由FPGA来控制，而DSP只负责控制FPGA和一些要求高速的控制芯片，这样就最大限度的释放了DSP处理器，使其可以专职的做一些要求速度快，实时性强的任务，使得在金属探测器上应用复杂算法成为了可能。另外相对于单片机等微处理器来说，FPGA的输入输出接口大大增加，这样可以控制更多的信号，完成更多的控制功能，为金属探测器的更新换代提供了极大的空间，极大的缩短了金属探测器的开发周期。
本发明摒弃了已往由液晶显示和孤立的按键组成的人机对话系统，采用市场上比较先进的触摸液晶显示系统，液晶显示屏的尺寸和分辨率都得到了很大的提高。由二者组成的人机对话系统，液晶显示控制模块由模块自身的DSP处理器控制，这样极大的提高了系统的显示速率，可以完成复杂的动画显示功能，使得显示和按键合二为一，便于用户控制，方便安装，提高了系统的集成度，且具有很好的防水性能。
Claims (1)
1.一种数字式金属探测器的控制电路，其特征在于包括：数字信号处理器(DSP)，FPGA，触摸显示，A/D转换器，第一其他设备，第二其他设备；所述的数字信号处理器(DSP)分别与FPGA和第一其他设备相连；FPGA分别与触摸显示、第二其他设备以及A/D转换器相接；所述的数字信号处理器(DSP)采用TMS320M642DSP处理器；所述的第一其他设备是SDRAM和串口设备；所述的第二其他设备是直接数字合成芯片(DDS)、闪存、继电器、D/A转换器、时钟电路、报警电路以及调速电路。
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