Page 84 - 《应用声学》2020年第6期
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系统精度要求前提下,系统以 STC 系列的 8 位单片
机作为下位机。
2.2 软件系统设计
软件系统包含上位机及下位机程序。在上位机
前面板编程中采用选项卡控件,主要执行参数设置
及显示功能。前面板分为 3 个选项,依次为超声发
射接收卡参数设置、扫查控制方式设置及扫查平面
声压强度图显示。交互界面简洁且易于操作,可在3
个选项中灵活切换。 图 4 图像显示
2.2.1 上位机前面板设计 Fig. 4 Image display
超声发射接收卡参数设置界面如图 2 所示,包 2.2.2 上位机程序结构设计
括发射电压、重复频率、增益、闸门、帧压缩比、零
上位机程序运用了多种程序结构,例如对触发
点、声程等参数设置。机械设置界面如图 3 所示,包
事件进行监控的事件结构、对卡参数及机械参数等
括单轴调整、扫查平面选择、扫查精度、多轴调速及
进行设置的强制顺序结构等。如图 5 所示,程序启
VISA 串口通道选择等参数设置。为了方便调试卡
动时,先对超声发射接收卡及控制面板初始化,然后
参数,同时在这两个界面放置了A型脉冲显示界面,
进入 While 大循环,在大循环结构中放置两事件结
图像显示界面如图 4 所示,包括声压平面图像显示、
构,事件结构 1 触发事件包括发射电压、重复频率、
图像保存路径及采集数据点数等。
增益、零点、报警参数等,事件结构 2 触发事件包括
3 个事件:单轴信息码、平面信息码及发送信息码等
参数调整。当设置完事件 1 或事件 2 的参数后点击
发送信息码将进入扫查循环 While 结构,直至扫查
结束才能退出此循环。
在扫查循环While结构中上位机不断接收单片
机发送的换能器所在位置信息码并转换为平面坐
标,在转化过程中同时将采集到的不锈钢小球的反
射回波幅值一并填充到对应位置的平面坐标 (二维
数组) 单元中,然后将回波幅值转换为对应颜色灰
图 2 卡参数设置
度值,并在图像显示面板上以强度图方式实时显示
Fig. 2 Card parameter setting
出来,如图12所示。
2.2.3 上位机与下位机通信信息码解释
程控交互界面通过 VISA 串口与单片机通信,
通信内容主要涉及扫查平面范围、扫查轴选择、扫
查速度、扫查精度及位置标识符等信息。扫查信息
包括单轴信息码及平面信息码。单轴信息码主要用
来调整换能器的初始位置或按照规定轴方向检测。
上位机按照固定的方式对信息进行编码排序,
信息码以字符串一次全部发送出去。下位机接收到
字符串信息码后解码并赋值到相关的变量中。上
图 3 机械设置 位机编码过程中主要用到了 “格式化写入字符串”、
Fig. 3 Mechanical equipment “连接字符串”等函数。