專利名稱：基于數(shù)字信號處理器的超聲波自動找平裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于應(yīng)用于工程機械的超聲波自動找平技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于數(shù)字 信號處理器的超聲波自動找平裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有工程機械找平系統(tǒng)中，超聲波自動找平系統(tǒng)由于有高靈活性、系統(tǒng)部件少、 結(jié)構(gòu)輕便及安裝調(diào)試方便的優(yōu)點，得到了廣泛的應(yīng)用。目前的超聲波自動找平裝置都是采用單片機作為各部件核心處理器，山單片機結(jié)合 CAN總線控制芯片及其它接口芯片作為其部件的硬件控制電路。其結(jié)構(gòu)如圖l所示系 統(tǒng)包括主控制器、集線器和傳感器；Dl、 D2為單片機，Al、 A2是CAN總線控制器，Tl、 T2是CAN總線收發(fā)器，Ml、 M2為單片機外圍擴展接口電路，Ol為輸出接口電路，Jl為 人機交互界面電路，S2為超聲波收發(fā)電路。其工作過程為超聲波傳感器單片機D2通 過接口電路M2控制超聲波收發(fā)電路S2發(fā)出超聲波，經(jīng)過反射的超聲波由超聲波收發(fā)電 路S2接收并通過接口電路M2到單片機U2，單片機D2計算出距離后控制CAN總線控制 器A2將數(shù)據(jù)通過CAN總線收發(fā)器T2發(fā)出，其中超聲波收發(fā)電路S2可以有多路并由單片 機D2分時控制；超聲波傳感器也可以有多個，數(shù)據(jù)經(jīng)集線器到主控制器的CAN總線收 發(fā)器Tl;主控制器單片機Dl通過CAN總線控制器Al及CAN總線收發(fā)器Tl收到超聲波 傳感器傳來的數(shù)據(jù)，綜合處理后通過接口電路M1控制輸出接口電路01輸出，另外單片 機D1通過接口電路M1處理人機交互界面電路Jl發(fā)出的信號，并作出處理后經(jīng)接口電 路M1反饋到人機交互界面電路Jl。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是成本低、軟件編程容易；但由于 單片機處理速度慢每秒僅2M左右個指令，且集成度低，需要設(shè)置不少外圍配線，使得 整個裝置硬件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，信號處理和運算能力差，控制的穩(wěn)定性和精度都不夠理想。發(fā)明內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有超聲波自動找平裝置信號處理和運算能力 差，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，穩(wěn)定性和精度不夠理想。本實用新型的技術(shù)方案是基于數(shù)字信號處理器的超聲波自動找平裝置，主控制器由數(shù)字信號處理器、CAN總線控制器、CAN總線收發(fā)器、輸出接口電路和人機交互界面 電路組成，超聲波傳感器由數(shù)字信號處理器、CAN總線控制器、CAN總線收發(fā)器和超聲波收發(fā)電路組成；超聲波傳感器的數(shù)字信號處理器連接CAN總線控制器和CAN總線收發(fā) 器，CAN總線收發(fā)器與CAN總線相連,CAN總線上的數(shù)據(jù)輸入主控制器的CAN總線收發(fā)器， 通過主控制器的數(shù)字信號處理器連接的CAN總線控制器，將數(shù)據(jù)輸入到數(shù)字信號處理器 中處理，再由輸出接口電路輸出，主控制器的數(shù)字信號處理器還連接人機交互界面電路。本實用新型設(shè)有一個以上超聲波傳感器和一個集線器，集線器產(chǎn)生CAN總線識別碼 分別輸入各超聲波傳感器，由集線器分配CAN總線識別碼，分時將數(shù)據(jù)發(fā)送到CAN總線 上；超聲波傳感器的數(shù)字信號處理器還可連接多路超聲波收發(fā)電路，進行分時控制。主 控制器的數(shù)字信號處理器處理人機交互界面電路發(fā)出的信號，作出反應(yīng)后輸出到人機交 互界面顯示。主控制器的控制信號通過C緒總線輸入超聲波傳感器，可以使超聲波傳感 器部分執(zhí)行不同的工作模式。本實用新型可選用內(nèi)置CAN總線控制器的數(shù)字信號處理器， 即將主控制器的CAN總線控制器設(shè)置于主控制器的數(shù)字信號處理器內(nèi)，將超聲波傳感器 的CAN總線控制器設(shè)置于超聲波傳感器的數(shù)字信號處理器內(nèi)，使結(jié)構(gòu)更精簡。本實用新型整體結(jié)構(gòu)簡潔高效，由于數(shù)字信號處理器集成度高，性能高，具有高速 的數(shù)據(jù)采集處理能力，至少為單片機處理速度的10倍以上， 一般可達到20倍；與CAN 總線結(jié)合應(yīng)用，通過數(shù)字信號處理器內(nèi)部集成的CAN總線控制器，實現(xiàn)部件間CAN總線 通信，具有很高的實時性和精度。本實用新型為工程機械自動找平提供更加可靠和高精 度的自動控制，從而提高工程機械的工作效率和質(zhì)量。


圖1是基于單片機的超聲波自動找平裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型實施例結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實用新型的一個具體實施例電路圖。
具體實施方式
如圖2所示，本實用新型包括超聲波傳感器部分和主控制器部分，圖中U1、U2為 數(shù)字信號處理器，Tl、 T2是CAN總線收發(fā)器，01為輸出接口電路，Jl為人機交互界面 電路，S2為超聲波收發(fā)電路。選用內(nèi)置CAN總線控制器的數(shù)字信號處理器，如 TMS320LF2407A數(shù)字信號處理器。圖3為具體的電路圖。本實用新型超聲波傳感器中的數(shù)字信號處理器U2直接控制超聲波收發(fā)電路S2發(fā) 出超聲波，反射回的超聲波信號經(jīng)超聲波收發(fā)電路S2接收后，返回到數(shù)字信號處理器 U2，由于數(shù)字信號處理器具有高速的處理能力，可快速將接收的信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并將數(shù)據(jù)優(yōu)化，再由數(shù)字信號處理器中自帶的CAN總線控制器，控制CAN總線收發(fā)器T2 將數(shù)據(jù)發(fā)送到CAN總線上，主控制器的CAN總線收發(fā)器Tl從CAN總線接收超聲波傳感 器傳來的優(yōu)化數(shù)據(jù)，數(shù)字信號處理器U1通過自帶的CAN總線控制器，獲取CAN總線收 發(fā)器T1接收的數(shù)據(jù)，綜合處理后并進一步優(yōu)化得到可靠穩(wěn)定的數(shù)據(jù)后，直接控制輸出 接口電路01輸出。本實用新型可設(shè)置多個超聲波傳感器部分，由集線器分配CAN總線 識別碼，分時將數(shù)據(jù)發(fā)送到CAN總線上，超聲波收發(fā)電路S2也可以有多路，并由數(shù)字 信號處理器U2分時控制；同時數(shù)字信號處理器U1可直接控制人機交互界面電路J1，處 理Jl發(fā)出的信號，并作出反應(yīng)后控制Jl顯示。另外主控制器可通過CAN總線發(fā)送命令， 使超聲波傳感器執(zhí)行不同的工作模式。本實用新型的超聲波收發(fā)電路S2可由現(xiàn)有技術(shù)實現(xiàn)包括發(fā)射驅(qū)動電路、接收放 大電路和超聲波換能器，通過數(shù)字信號處理器U2控制發(fā)射驅(qū)動電路以超聲波換能器的 固有頻率驅(qū)動超聲波換能器發(fā)射超聲波，超聲波到達基準路面或其他基準物體后反射回 到超聲波換能器，接收放大電路接收到由超聲波換能器將超聲波信號轉(zhuǎn)換成的電信號 后，放大產(chǎn)生數(shù)字信號處理器U2能接受的電信號；數(shù)字信號處理器U2記錄從發(fā)射到收 到信號的時間，通過程序運算可得超聲波傳感器到基準的相對距離。因為數(shù)字信號處理 器處理速度遠大于單片機，本實用新型在同樣時間內(nèi)可更多次的測量距離，從而又進一 步提高了系統(tǒng)的精度和可靠性。
權(quán)利要求1. 基于數(shù)字信號處理器的超聲波自動找平裝置，包括超聲波傳感器，主控制器，CAN總線，其特征是主控制器由數(shù)字信號處理器、CAN總線控制器、CAN總線收發(fā)器、輸出接口電路和人機交互界面電路組成，超聲波傳感器由數(shù)字信號處理器、CAN總線控制器、CAN總線收發(fā)器和超聲波收發(fā)電路組成；超聲波傳感器的數(shù)字信號處理器連接CAN總線控制器和CAN總線收發(fā)器，CAN總線收發(fā)器與CAN總線相連，CAN總線上的數(shù)據(jù)輸入主控制器的CAN總線收發(fā)器，通過主控制器的數(shù)字信號處理器連接的CAN總線控制器，將數(shù)據(jù)輸入到主控制器的數(shù)字信號處理器中處理，再由輸出接口電路輸出，主控制器的數(shù)字信號處理器還連接人機交互界面電路。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)字信號處理器的超聲波自動找平裝置，其特征是 設(shè)有一個以上超聲波傳感器和一個集線器，集線器產(chǎn)生CAN總線識別碼分別輸入各超聲 波傳感器。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于數(shù)字信號處理器的超聲波自動找平裝置，其特 征是超聲波傳感器的數(shù)字信號處理器連接多路超聲波收發(fā)電路。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于數(shù)字信號處理器的超聲波自動找平裝置，其特 征是主控制器的CAN總線控制器設(shè)置于主控制器的數(shù)字信號處理器內(nèi)，超聲波傳感器的 C緒總線控制器設(shè)置于超聲波傳感器的數(shù)字信號處理器內(nèi)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于數(shù)字信號處理器的超聲波自動找平裝置，其特征是 主控制器的CAN總線控制器設(shè)置于主控制器的數(shù)字信號處理器內(nèi)，超聲波傳感器的CAN 總線控制器設(shè)置于超聲波傳感器的數(shù)字信號處理器內(nèi)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于數(shù)字信號處理器的超聲波自動找平裝置，其特 征是主控制器的控制信號通過CAN總線輸入超聲波傳感器。
7、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于數(shù)字信號處理器的超聲波自動找平裝置，其特征是 主控制器的控制信號通過CAN總線輸入超聲波傳感器。
8、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于數(shù)字信號處理器的超聲波自動找平裝置，其特征是 主控制器的控制信號通過CAN總線輸入超聲波傳感器。
專利摘要基于數(shù)字信號處理器的超聲波自動找平裝置，主控制器由數(shù)字信號處理器、CAN總線控制器、CAN總線收發(fā)器、輸出接口電路和人機交互界面電路組成，超聲波傳感器由數(shù)字信號處理器、CAN總線控制器、CAN總線收發(fā)器和超聲波收發(fā)電路組成。本實用新型整體結(jié)構(gòu)簡潔高效，具有高速的數(shù)據(jù)采集處理能力，與CAN總線結(jié)合應(yīng)用，實現(xiàn)部件間CAN總線通信，具有很高的實時性和精度。本實用新型為工程機械自動找平提供更加可靠和高精度的自動控制，從而提高工程機械的工作效率和質(zhì)量。
文檔編號G01S15/08GK201096888SQ20072004605
公開日2008年8月6日 申請日期2007年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月11日
發(fā)明者李筱俊 申請人:常州市樹華電子儀器有限公司