基于DSP的焊接电流检测系统方案

　　焊接的质量是否优越，关键在于焊接电流及其状态电流参数的在线检测，而数字法的检测高。所以，本文就设计了基于DSP的系统。

　　1 系统硬件设计

    电流检测系统硬件结构如图1，本系统中采用了TI的TMS320LF2812 DSP作为主控芯片，它既具有数字信号的处理能力，又具有强大的事件管理能力和嵌入式控制能力。

    检测系统硬件由传感器模块、信号调理电路、A/D转换电路、DSP模块、键盘/LCD模块组成。系统的信号处理电路包含两个模块。模块1先对传感信号进行积分、信号调理后，通过微分和过零比较电路，用于电流信号的检测；模块2的主要作用是检测和处理电流数值，结果由LCD屏显示。

    在本系统中，A/D转换器的转换位数、分辨率、转换速度对检测系统的系统很重要。为了节约转换时间、提高检测，拟采用12位逐次逼近式A/D转换器MAX191，它的分辨率为0.024 4%，其转换时间为7.5 μs，比ADC0809快大约13倍。用它进行模数转换，可提高分辨率，减小A/D转换误差，同时可以通过增加A/D采样次数来缩小采样间隔，减少漏采误差，可以保证高控制的要求。

    由于霍尔元件在进行电流检测时容易受温度影响，因此在系统中添加了一个温度传感器(图1)进行温度补偿，系统在检测前进行标定，通过测量环境温度，得到不同温度下霍尔元件的温度特性，则在检测时，DSP就能够根据不同的温度进行软件补偿，从而提高检测准确度。

　　2 系统软件设计

　　2.1 电流检测程序设计

    当检测系统的信号处理线路检测到有电流信号的时候，会向DSP的INT1发送触发信号，使DSP产生中断并调用中断服务程序(如图2)。中断服务程序先使积分电路的13脚控制端为低电平，使积分线路进行积分；将用于数据处理的寄存器清零；然后对A/D转换器进行数据采集；采集数据后进行温度补偿和电流值计算；再判断检测电流是否小于5H，如果小于，则认为电流此时为0，记录去零电流值用于初值补偿；如果不小于，则保存电流参数并继续检测。

    在本系统中判断实际电流为0是采用下限值的方式来进行。当电流采样值小于某下限值时，程序认为实际电流为0，因此下限值的选择显得十分重要，下限值可以根据应用的实际情况，通过键盘进行设定。当电流检测结束时，采集检测数据作为检测电路的去零电流值，系统再次检测时，把传感检测数据减去零电流值就可以进行初值消除，提高了测量，由于系统采用了去零初值处理，下限值设置产生的误差影响极小。

　　2.2 LCD显示软件设计

    LCD显示模块主要用来显示测量结果和人机交互界面，LCD显示模块采用金鹏公司生产的OCM128128-2图形点阵液晶显示模块，共8页，128列，分左右两屏，每屏各64列，LCD显示模块的流程见图3，几个典型函数定义如下：

    void check_busy(void)；           //判断液晶忙否函数
    void send_cmd(Uint16 cmd)；        //向控制器写指令
    void send_dat(Uint16 dat)；         //向控制器写数据
    void lcd_initial(void)；                       //初始化
    void main_page(void)；                //各页面的界面
    void Set_Page_Address(Uint16 dat)；        //写页地址
    void Set_Colume_Address(Uint16 dat)；      //写列地址
    void Display_char(Uint16 page，Uint16 colume，const Uint16*zifu)；     //显示字符
　void clear(void)；                          //清屏程序

　　2.3 按键设置软件设计

    装置的按键设置程序软件采用中断和查询相结合的方法，如果有按键按下，便会产生中断信号，进入中断程序，然后查询是哪些按键按下，进入相应的功能程序。为使按键可靠工作，采用延时去“抖动”以防误操作。按键设置的流程图如图4所示，其中的延时、读键、选择和设置的子函数定义如下：

    void delaykey(uint t)；   //专门为按键设置的延时函数
    void rdkey(void)；                      //读键子函数
    void select(void)； //选择子函数，用于参数显示、翻页设置
    void set(void)； //按键设置子函数，控制参数类型以及下限设置

　　3 检测系统试验

    测试在SK3－Ⅱ微电脑电阻焊机上采用飞焊的形式进行，参照检测仪表为日本米亚基株式会社的MM－315A型焊接监测仪。表1为检测试验数据对照表。

    由试验结果分析可知，本电流系统试验测得的焊接电流与用MM－315A型焊接监测仪测得的焊接电流相比较，DSP系统不仅大大节省了检测时间，还依旧保持了度，误差仅为0.67%。