專利名稱：數(shù)字式金屬探測器的控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工業(yè)上使用的金屬探測器，尤其涉及該金屬探測器的 控制電路。
技術(shù)背景金屬探測器是一種可以應(yīng)用在所有需要進(jìn)行金屬異物檢測的場合，例 如食品、藥品、調(diào)味品、食品添加劑、服裝、玩具、塑料、橡膠、化妝品 以及紙品等生產(chǎn)流水線。早期的金屬探測器是模擬系統(tǒng)，隨著數(shù)字技術(shù)的不斷發(fā)展，誕生了配 以少數(shù)的數(shù)字電路來控制的數(shù)字式金屬探測儀。但這種數(shù)字式金屬探測器是基本采用模擬電路結(jié)構(gòu)，只是輸出部分通過A/D轉(zhuǎn)換器將輸出值送到微處理器中進(jìn)行判斷，同時增加了人機對話功 能。由圖1可見美國專利號5， 786， 696，發(fā)明名稱METAL DETECTOR FOR IDENTIFYING TARGET ELECTRICAL CHARACTERISTICS,DEPTH AND SIZE,("能夠探測金屬物體類別及深度和大小的金屬探測器")。該 金屬探測器采用了 DSP處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，由單片機處理外圍控制接口、 按鍵輸入和液晶顯示等。該專利采用DSP與單片機聯(lián)機工作，由于單片機 的處理能力和處理速度的限制，使得系統(tǒng)的顯示速率低下，無法實現(xiàn)復(fù)雜 的顯示內(nèi)容，由于單片機輸入輸出口的限制，使得系統(tǒng)只能完成有限的控 制功能，沒能有效的利用DSP處理器的速度優(yōu)勢、多線程多任務(wù)處理功能。如何將現(xiàn)有技術(shù)高速FPGA芯片應(yīng)用在金屬探測器的控制電路上是技 術(shù)人員要解決的問題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供了一種數(shù)字式金屬探測器的控制電路，旨在解決上述的問題。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的 本發(fā)明包括數(shù)字信號處理器(DSP)， FPGA,觸摸顯示，A/D轉(zhuǎn)換器，第一其他設(shè)備，第二其他設(shè)備；所述的數(shù)字信號處理器(DSP)分別與FPGA和第一其他設(shè)備相連；FPGA分別與觸摸顯示、第二其他設(shè)備以及A/D轉(zhuǎn)換器相接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是可以在此系統(tǒng)上開發(fā)更復(fù)雜 的系統(tǒng)算法，例如金屬探測器的自學(xué)習(xí)算法，自動平衡算法，還可以控制 一些集成度很高的數(shù)字模塊，從而大大簡化金屬探測器的電路結(jié)構(gòu)，最大 限度的減少模擬電路的使用量，這樣可以從根本上克服大量使用模擬電路 所帶來的缺陷，提高了金屬探測器的穩(wěn)定性，智能性、可操作性和可擴展 性，極大的提高了金屬探測器的性能價格比，從而使該金屬探測器具有更 強的市場競爭力。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的金屬探測器的控制電路模塊圖； 圖2是本發(fā)明的模塊圖；具體實施方式
下面結(jié)合附圖與具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述 由圖2可見本發(fā)明包括數(shù)字信號處理器(DSP)， FPGA,觸摸顯示， A/D轉(zhuǎn)換器，第一其他設(shè)備，第二其他設(shè)備；所述的數(shù)字信號處理器(DSP) 分別與FPGA和第一其他設(shè)備相連；FPGA分別與觸摸顯示、第二其他設(shè)備 以及A/D轉(zhuǎn)換器相接。所述的第一其他設(shè)備可以是SDRAM、以及一些需要DSP直接控制的高速器件；所述的第二其他設(shè)備可以是DDS (直接數(shù)字合成芯片)、D/A轉(zhuǎn) 換器、時鐘電路、報警電路、調(diào)速電路等其他系統(tǒng)所需的控制電路。 所述的數(shù)字信號處理器采用TMS320M642 DSP處理器。 本發(fā)明中由數(shù)字信號處理器(DSP)控制FPGA和第一其他設(shè)備來完成 系統(tǒng)的整體控制。數(shù)字信號處理器(DSP)根據(jù)金屬探測器的所要完成的任 務(wù)給出不同的控制指令控制FPGA和第一其他設(shè)備，同時數(shù)字信號處理器 (DSP)根據(jù)從FPGA和第一其他設(shè)備得到的信息決定系統(tǒng)的控制方向和具 體執(zhí)行的指令。FPGA根據(jù)數(shù)字信號處理器(DSP)的指令控制觸摸顯示， FPGA還將觸摸顯示給出的信息傳給數(shù)字信號處理器(DSP); FPGA根據(jù) 數(shù)字信號處理器(DSP)的指令控制A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器完成相應(yīng)的 任務(wù)后將信息傳給FPGA， FPGA將這些數(shù)據(jù)經(jīng)過必要的處理后傳給數(shù)字信 號處理器(DSP); FPGA根據(jù)數(shù)字信號處理器(DSP)的指令控制第二其 他設(shè)備，第二其他設(shè)備完成相應(yīng)的任務(wù)后將信息傳給FPGA， FPGA將這些 數(shù)據(jù)經(jīng)過必要的處理后傳給數(shù)字信號處理器(DSP)。 本發(fā)明解決了下述技術(shù)問題1) 提高DSP處理器的處理速度，充分利用DSP的系統(tǒng)資源；2) 擴展系統(tǒng)的輸入輸出接口，增強系統(tǒng)的控制能力；3) 提高顯示系統(tǒng)的顯示速率，增強顯示功能；4) 簡化人機操作系統(tǒng)；本發(fā)明采用現(xiàn)在市場上速度最快的DSP處理器(TMS320M642)，其內(nèi) 核頻率最高可達(dá)720M，執(zhí)行每條指令的時間為1.39nS，并且采用多級流水 線操作模式，使得可以處理大量的適時信號，便于控制一些高速數(shù)字電路， 提高程序的執(zhí)行效率。本發(fā)明采用高速FPGA (現(xiàn)場可編程門陣列)芯片替代單片機等微處理 器，由FPGA根據(jù)DSP的程序指令直接控制外部設(shè)備，例如人機對話系統(tǒng)、A/D、 D/A、以及其他需要控制的器件。由于FPGA是并行執(zhí)行模式， 相對于單片機等微處理器等有很明顯的速度優(yōu)勢，其可以根據(jù)不同的控制 芯片，產(chǎn)生不同頻率的控制信號，極大的提高了系統(tǒng)的適應(yīng)性，這樣可以 將金屬探測器的所有控制器件都由FPGA來控制，而DSP只負(fù)責(zé)控制FPGA 和一些要求高速的控制芯片，這樣就最大限度的釋放了 DSP處理器，使其 可以專職的做一些要求速度快，實時性強的任務(wù)，使得在金屬探測器上應(yīng) 用復(fù)雜算法成為了可能。另外相對于單片機等微處理器來說，F(xiàn)PGA的輸入 輸出接口大大增加，這樣可以控制更多的信號，完成更多的控制功能，為 金屬探測器的更新?lián)Q代提供了極大的空間，極大的縮短了金屬探測器的開 發(fā)周期。
本發(fā)明摒棄了己往由液晶顯示和孤立的按鍵組成的人機對話系統(tǒng)，采用 市場上比較先進(jìn)的觸摸液晶顯示系統(tǒng)，液晶顯示屏的尺寸和分辨率都得到 了很大的提高。由二者組成的人機對話系統(tǒng)，液晶顯示控制模塊由模塊自 身的DSP處理器控制，這樣極大的提高了系統(tǒng)的顯示速率，可以完成復(fù)雜 的動畫顯示功能，使得顯示和按鍵合二為一，便于用戶控制，方便安裝， 提高了系統(tǒng)的集成度，且具有很好的防水性能。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字式金屬探測器的控制電路，其特征在于包括數(shù)字信號處理器(DSP)，F(xiàn)PGA，觸摸顯示，A/D轉(zhuǎn)換器，第一其他設(shè)備，第二其他設(shè)備；所述的數(shù)字信號處理器(DSP)分別與FPGA和第一其他設(shè)備相連；FPGA分別與觸摸顯示、第二其他設(shè)備以及A/D轉(zhuǎn)換器相接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字式金屬探測器的控制電路，其特征在于: 所述的第一其他設(shè)備可以是SDRAM、以及一些需要DSP直接控制的高速 器件；所述的第二其他設(shè)備可以是DDS(直接數(shù)字合成芯片)、D/A轉(zhuǎn)換器、 時鐘電路、報警電路、調(diào)速電路等金屬探測器所需的控制電路。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的數(shù)字式金屬探測器的控制電路，其特征 在于所述的數(shù)字信號處理器(DSP)采用TMS320M642DSP處理器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種數(shù)字式金屬探測器的控制電路，包括數(shù)字信號處理器(DSP)，F(xiàn)PGA，觸摸顯示，A/D轉(zhuǎn)換器，第一其他設(shè)備，第二其他設(shè)備；所述的數(shù)字信號處理器(DSP)分別與FPGA和第一其他設(shè)備相連；FPGA分別與觸摸顯示、第二其他設(shè)備以及A/D轉(zhuǎn)換器相接；可以在此系統(tǒng)上開發(fā)更復(fù)雜的系統(tǒng)算法，例如金屬探測器的自學(xué)習(xí)算法，自動平衡算法，還可以控制一些集成度很高的數(shù)字模塊，從而大大簡化金屬探測器的電路結(jié)構(gòu)，最大限度的減少模擬電路的使用量，這樣可以從根本上克服大量使用模擬電路所帶來的缺陷，提高了金屬探測器的穩(wěn)定性，智能性、可操作性和可擴展性，極大的提高了金屬探測器的性能價格比，從而使該金屬探測器具有更強的市場競爭力。
文檔編號G01V3/08GK101303416SQ20071004041
公開日2008年11月12日 申請日期2007年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月8日
發(fā)明者吳家榮, 周德鑫, 閆利娟 申請人:上海高晶金屬探測設(shè)備有限公司