CN113064402B - 一种磁粉探伤机的多芯单片机间数据校验电路及其系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种磁粉探伤机的多芯单片机间数据校验电路及其系统，属于检测技术领域，包括与触摸屏通信和处理电流检测信号的主单片机、分别控制周向、纵向电流磁化工作的第一次级单片机、第二次级单片机，还包括异或门、或门、第一电阻、第二电阻、第五电阻、第六电阻、第一二极管、第二二极管、第一三极管、第二三极管、第一蜂鸣器和第二蜂鸣器。本发明科学合理，使用安全方便，以硬件方式对传输数据进行校验，方法更快速，不占用CPU，而且通过发光二极管和蜂鸣器还能提供声光报警，提醒工作人员注意。本发明还采用冗余方案，在提醒工作人员主要数据传输错误的同时，做出进一步的处理，避免系统传输出错后影响数据传输。

Description

一种磁粉探伤机的多芯单片机间数据校验电路及其系统
技术领域
本发明涉及检测技术领域，具体是一种磁粉探伤机的多芯单片机间数据校验电路及其系统。
背景技术
磁粉探伤机经常需要周向和纵向电流进行同时磁化，需要极高的实时性，在开发的时候多采用三芯单片机。目前，三片单片机间的通信有许多种，由于磁粉探伤机在磁化时对时序要求过高，经常采用并行通信的方法，提高通信速度。在数据传输过程中，不可避免的是出现传输误差，采用奇偶校验要牺牲一半的数据容量，不适合探伤机的多单片机间传输数据的效验；采用CRC效验却无法对单一数据进行效验，无法保证实时的单个数据是否出错，不能满足磁粉探伤机这种实时性要求高的场合。所以，人们需要一种磁粉探伤机的多芯单片机间数据校验电路来解决上述问题。
发明内容
发明目的：本发明目的在于针对现有技术，提供一种磁粉探伤机的多芯单片机间数据校验电路及其系统解决的数据校验实时性要求高问题。
技术方案：本发明所述一种磁粉探伤机的多芯单片机间数据校验电路，包括与触摸屏通信和处理电流检测信号的主单片机、分别控制周向、纵向电流磁化工作的第一次级单片机、第二次级单片机，还包括异或门、或门、第一电阻、第二电阻、第五电阻、第六电阻、第一二极管、第二二极管、第一三极管、第二三极管、第一蜂鸣器和第二蜂鸣器；
所述主单片机与第一次级单片机相连，传输第一完全数据和用于校验的第一完全数据的第一输幅值校验位数据；所述主单片机与第二次级单片机相连，传输第二完全数据和用于检验第二完全数据的第二幅值校验位数据；所述主单片机还通过IIC通信传输冗余电流参数数据；
所述主单片机、第一次级单片机与异或门相连，将第一完全数据和第一幅值校验位数据送入异或门校验，各数据输出、合并并送至或门，第一完全数据和第二幅值校验位数据之间的差异使得异或门和或门输出高电平；所述异或门、或门与第一电阻和第二电阻相连，第一电阻和第二电阻与第一二极管相连，第一二极管和第一三极管相连，第一三极管和第一蜂鸣器相连，高电平驱动第一二极管和第一三极管点亮、第一蜂鸣器蜂鸣，发出报警信息；所述第一次级单片机对高电平做出反馈，接收主单片机通过IIC通信传输的冗余电流参数数据，直至数据正常；
所述主单片机、第二次级单片机与异或门相连，将第二完全数据和第二幅值校验位数据送入异或门校验，各数据输出、合并并送至或门，第二完全数据和第二幅值校验位数据之间的差异使得异或门和或门输出高电平；所述异或门、或门与第五电阻和第六电阻相连，第五电阻和第六电阻与第二二极管相连，第二二极管和第二三极管相连，第二三极管和第二蜂鸣器相连，高电平驱动第二二极管和第二三极管点亮、第二蜂鸣器蜂鸣，发出报警信息；所述第二次级单片机对高电平做出反馈，接收主单片机通过IIC通信传输的冗余电流参数数据，直至数据正常。
优选的，所述主单片机F端口的第0～15个引脚与第一次级单片机F端口的第0～15个引脚相连，所述主单片机C端口第0～7个引脚与第一次级单片机C端口的第0～7个引脚相连；所述主单片机G端口的第0～15个引脚与第二次级单片机G端口的第0～15个引脚相连，所述主单片机D端口的第0～7引脚与第二次级单片机D端口的第0～7个引脚相连。
优选的，所述主单片机C端口的第0～7个引脚、第一次级单片机F端口的第0～7个引脚与异或门相连；所述主单片机D端口的第0～7个引脚和第二次级单片机G端口的第0～7个引脚与异或门相连。
优选的，还用于对经硬件校验无误的数据进行二次校验，所述主单片机F端口读取16位冗余电流参数完全数据，所述主单片机D端口读取8位冗余电流参数幅值校验数据，数据一致时连续读取三次F端口的16位冗余电流参数完全数据，共读取4次16位冗余电流参数完全数据；16位冗余电流参数完全数据低八位为0x88，主单片机开始可控硅控制工作；16位冗余电流参数完全数据低八位为0x99，主单片机停止可控硅控制工作。连续对F口的数据进行四次取样判断，若收到三次相同数据，即可判定数据有效，有利于筛除错误数据。
优选的，所述16位电流参数完全数据和8位电流参数幅值校验数据电流倍数小于2倍的设定电流。大于设定电流倍数的数据为无效数据，可直接筛除。
优选的，所述待校验数据磁化电流值范围为0～3000A。无效数据磁化电流值会超过10000A，有利于筛除无效数据。
一种磁粉探伤机的多芯单片机间数据校验的系统，包括数据校验电路；
所述数据校验电路对传输中的数据进行硬件校验，数据硬件校验无误后，主单片机分别读取D端口和F端口数据，数据一致时再次读取三次F端口数据，其中有三次F口数据一致，数据有效；
所述数据校验电路对传输中的数据进行硬件校验，数据硬件校验有误后，第一次级单片机或第二次级单片机对高电平做出反馈，接收主单片机通过IIC通信传输的冗余电流参数数据，直至数据正常。
有益效果：(1)本发明采用并行通信进行通信解决了传输数据速度问题，利用两路数据同时传输，一路采用16个引脚相连以传输完全数据，一路采用8个引脚相连以传输幅值校验位数据，完全数据和幅值校验位数据均通过异或门和或门，在异或门和或门输出高电平时说明数据错误，同时高电平驱动二极管和三极管点亮、蜂鸣器蜂鸣，发出报警信息，以硬件方式对传输数据进行校验，方法更快速，不占用CPU，而且通过发光二极管和蜂鸣器还能提供声光报警，提醒工作人员注意。
(2)本发明还采用冗余方案，主单片机在并行传输数据的同时还采用IIC通信传输数据，当传输数据经硬件方式校验后、发现数据不一致时，第一次级单片机或第二次级单片机对高电平做出反馈，接收主单片机通过IIC通信传输的冗余电流参数数据，直至数据正常；在提醒工作人员主要数据传输错误的同时，做出进一步的处理，避免系统传输出错后影响数据传输。
(3)本发明通过设定电流倍数、磁化电流值及对数据连续四次读取，可以有效的筛除无效数据，并提高数据传输的可靠性，辅助数据的硬件校验方法。
附图说明
图1～图3为本发明一种磁粉探伤机的多芯单片机间数据校验电路的电路原理图；
图4～图5为本发明一种磁粉探伤机的多芯单片机间数据校验系统的流程图。
具体实施方式
下面通过附图对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于实施例。
实施例1：如图1-5所示，一种磁粉探伤机的多芯单片机间数据校验电路，包括与触摸屏通信和处理电流检测信号的主单片机、分别控制周向、纵向电流磁化工作的第一次级单片机、第二次级单片机，还包括异或门、或门、第一电阻、第二电阻、第五电阻、第六电阻、第一二极管、第二二极管、第一三极管、第二三极管、第一蜂鸣器和第二蜂鸣器；
主单片机与第一次级单片机相连，传输第一完全数据和用于校验的第一完全数据的第一输幅值校验位数据；主单片机与第二次级单片机相连，传输第二完全数据和用于检验第二完全数据的第二幅值校验位数据；主单片机还通过IIC通信传输冗余电流参数数据；
主单片机、第一次级单片机与异或门相连，将第一完全数据和第一幅值校验位数据送入异或门校验，各数据输出、合并并送至或门，第一完全数据和第二幅值校验位数据之间的差异使得异或门和或门输出高电平；异或门、或门与第一电阻和第二电阻相连，第一电阻和第二电阻与第一二极管相连，第一二极管和第一三极管相连，第一三极管和第一蜂鸣器相连，高电平驱动第一二极管和第一三极管点亮、第一蜂鸣器蜂鸣，发出报警信息；第一次级单片机对高电平做出反馈，接收主单片机通过IIC通信传输的冗余电流参数数据，直至数据正常；
主单片机、第二次级单片机与异或门相连，将第二完全数据和第二幅值校验位数据送入异或门校验，各数据输出、合并并送至或门，第二完全数据和第二幅值校验位数据之间的差异使得异或门和或门输出高电平；异或门、或门与第五电阻和第六电阻相连，第五电阻和第六电阻与第二二极管相连，第二二极管和第二三极管相连，第二三极管和第二蜂鸣器相连，高电平驱动第二二极管和第二三极管点亮、第二蜂鸣器蜂鸣，发出报警信息；第二次级单片机对高电平做出反馈，接收主单片机通过IIC通信传输的冗余电流参数数据，直至数据正常。
主单片机F端口的第0～15个引脚与第一次级单片机F端口的第0～15个引脚相连，主单片机C端口第0～7个引脚与第一次级单片机C端口的第0～7个引脚相连；主单片机G端口的第0～15个引脚与第二次级单片机G端口的第0～15个引脚相连，主单片机D端口的第0～7引脚与第二次级单片机D端口的第0～7个引脚相连。
主单片机C端口的第0～7个引脚、第一次级单片机F端口的第0～7个引脚与异或门相连；主单片机D端口的第0～7个引脚和第二次级单片机G端口的第0～7个引脚与异或门相连。
还用于对经硬件校验无误的数据进行二次校验，主单片机F端口读取16位冗余电流参数完全数据，主单片机D端口读取8位冗余电流参数幅值校验数据，数据一致时连续读取三次F端口的16位冗余电流参数完全数据，共读取4次16位冗余电流参数完全数据；16位冗余电流参数完全数据低八位为0x88，主单片机开始可控硅控制工作；16位冗余电流参数完全数据低八位为0x99，主单片机停止可控硅控制工作。连续对F口的数据进行四次取样判断，若收到三次相同数据，即可判定数据有效，有利于筛除错误数据。
16位电流参数完全数据和8位电流参数幅值校验数据电流倍数小于2倍的设定电流。大于设定电流倍数的数据为无效数据，可直接筛除。
待校验数据磁化电流值范围为0～3000A。无效数据磁化电流值会超过10000A，有利于筛除无效数据。
一种磁粉探伤机的多芯单片机间数据校验的系统，包括数据校验电路；
数据校验电路对传输中的数据进行硬件校验，数据硬件校验无误后，主单片机分别读取D端口和F端口数据，数据一致时再次读取三次F端口数据，其中有三次F口数据一致，数据有效；
数据校验电路对传输中的数据进行硬件校验，数据硬件校验有误后，第一次级单片机或第二次级单片机对高电平做出反馈，接收主单片机通过IIC通信传输的冗余电流参数数据，直至数据正常。
磁粉探伤机的多芯单片机间数据校验的代码如下：
发送方：发送数据为GPIO_Write(GPIOF,intI)，其中intI为数据传输的电流信号，为防止传输过程中被干扰，采取了两重保护，一是判断定时器Timer中断时候不进行数据发送，二是，在发送数据时，暂停所有系统中断(__disable_irq())，数据发送结束后再恢复中断(__enable_irq())，其中，GPIO_Write(GPIOC,intI)作用是发送8位辅助效验数据。
Figure BDA0002992983510000051
Figure BDA0002992983510000061
接收方：GPIO_ReadInputData(GPIOF)是对16为传输数据进行读取，GPIO_ReadInputData(GPIOC)是幅值校验位数据，同时也用于启动和停止探伤操作，首先判断GPIOF和GPIOC第8位数据一致性，如果不一致则说明数据传输可以出现错误，数据进行下一步两级筛选。
对接收数据进行两级筛选，首先判断接收数据是否大于2倍的设定电流，如果超过2倍的设定电流，可以判断为无效数据，如果不超过则进行3/4伪数据筛除，连续取样四次进行判断，收到三次相同数据就判定数据有效，然后数据送入下一级处理。
Figure BDA0002992983510000071
Figure BDA0002992983510000081
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (3)

1.一种磁粉探伤机的多芯单片机间数据校验电路，对传输中的数据采用硬件校验，其特征在于：包括与触摸屏通信和处理电流检测信号的主单片机、分别控制周向、纵向电流磁化工作的第一次级单片机、第二次级单片机，还包括异或门、或门、第一电阻、第二电阻、第五电阻、第六电阻、第一二极管、第二二极管、第一三极管、第二三极管、第一蜂鸣器和第二蜂鸣器；
所述主单片机与第一次级单片机相连，传输第一完全数据和用于校验的第一完全数据的第一输幅值校验位数据；所述主单片机与第二次级单片机相连，传输第二完全数据和用于检验第二完全数据的第二幅值校验位数据；所述主单片机还通过IIC通信传输冗余电流参数数据；
所述主单片机、第一次级单片机与异或门相连，所述主单片机、第二次级单片机与异或门相连；所述主单片机F端口的第0~15个引脚与第一次级单片机F端口的第0~15个引脚相连，所述主单片机C端口第0~7个引脚与第一次级单片机C端口的第0~7个引脚相连；所述主单片机G端口的第0~15个引脚与第二次级单片机G端口的第0~15个引脚相连，所述主单片机D端口的第0~7引脚与第二次级单片机D端口的第0~7个引脚相连；所述主单片机C端口的第0~7个引脚、第一次级单片机F端口的第0~7个引脚与异或门相连；所述主单片机D端口的第0~7个引脚和第二次级单片机G端口的第0~7个引脚与异或门相连；
所述主单片机与第一次级单片机之间传输的第一完全数据和第一幅值校验位数据送入异或门校验，异或门校验结果合并后输入至或门；其中，第一完全数据和第一幅值校验位数据均为八位；第一完全数据和第一幅值校验位数据之间的差异使得异或门和或门输出高电平；所述或门两输出端分别连接第一电阻、第二电阻的一端，所述第一电阻、第二电阻的另一端分别与第一二极管的一端连接，所述第一二极管的另一端与第一三极管的基极相连，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的集电极与第一发光二极管的一端相连，所述第一发光二极管的另一端与第一蜂鸣器的正极相连，所述第一蜂鸣器的负极与所述第一三极管的集电极相连，高电平驱动第一发光二极管点亮、第一蜂鸣器蜂鸣，发出报警信息；所述第一次级单片机对高电平做出反馈，接收主单片机通过IIC通信传输的冗余电流参数数据，直至数据正常；
所述主单片机与第二次单片机之间传输的第二完全数据和第二幅值校验位数据送入异或门校验，异或门校验结果合并后输入至或门；其中，第二完全数据和第二幅值校验位数据均为八位；第二完全数据和第二幅值校验位数据之间的差异使得异或门和或门输出高电平；所述或门两输出端分别连接第五电阻、第六电阻的一端，所述第五电阻、第六电阻的另一端分别与第二二极管的一端连接，所述第二二极管的另一端与第二三极管的基极相连，所述第二三极管的发射极接地，所述第二三极管的集电极与第二发光二极管的一端相连，所述第二发光二极管的另一端与第二蜂鸣器的正极相连，所述第二蜂鸣器的负极与所述第二三极管的集电极相连，高电平驱动第二发光二极管点亮、第二蜂鸣器蜂鸣，发出报警信息；所述第二次级单片机对高电平做出反馈，接收主单片机通过IIC通信传输的冗余电流参数数据，直至数据正常；
所述主单片机F端口读取16位冗余电流参数完全数据，所述主单片机D端口读取8位冗余电流参数幅值校验数据，数据一致时连续读取三次F端口的16位冗余电流参数完全数据，共读取4次16位冗余电流参数完全数据；16位冗余电流参数完全数据低八位为0x88，主单片机开始可控硅控制工作；16位冗余电流参数完全数据低八位为0x99，主单片机停止可控硅控制工作。
2.根据权利要求1所述的一种磁粉探伤机的多芯单片机间数据校验电路，其特征在于：所述16位电流参数完全数据和8位电流参数幅值校验数据电流倍数小于2倍的设定电流。
3.一种磁粉探伤机的多芯单片机间数据校验的系统，其特征在于：包括权利要求1至2中任一项所述的数据校验电路；
所述数据校验电路对传输中的数据进行硬件校验，数据硬件校验无误后，主单片机分别读取D端口和F端口数据，数据一致时再次读取三次F端口数据，其中有三次F口数据一致，数据有效；
所述数据校验电路对传输中的数据进行硬件校验，数据硬件校验有误后，第一次级单片机或第二次级单片机对高电平做出反馈，接收主单片机通过IIC通信传输的冗余电流参数数据，直至数据正常。
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GR01 Patent grant
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Application publication date: 20210702

Assignee: DONGTAI GAOKE TECHNOLOGY INNOVATION PARK Co.,Ltd.

Assignor: YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY

Contract record no.: X2024980001369

Denomination of invention: A Multi core Microcontroller Data Verification Circuit and System for Magnetic Particle Testing Machine

Granted publication date: 20211026

License type: Common License

Record date: 20240124

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Assignee: DONGTAI GAOKE TECHNOLOGY INNOVATION PARK Co.,Ltd.

Assignor: YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY

Contract record no.: X2024980001369

Date of cancellation: 20240407

EC01 Cancellation of recordation of patent licensing contract