基于DSP的实时震动信号分析处理系统设计

3 系统软件设计

3．1 信号采集预处理

信号采集后为了能够在DSP中快速处理，需要进行去均值与归一化，这样可有效限制信号幅值，并将信号统一到同一数量级。有助于计算开方时需要利用解一元二次方程的算法；计算除法时，为了减少机器周期的占用，需要将除法转换为乘法。去均值与归一化处理的计算方法可参见文献。

3．2 程序流程

图4为系统软件主程序流程。首先对系统初始化，看门狗定时复位，启动A／D转换器采集数据，主程序进入死循环；当A／D转换器转换完毕，进入中断子程序，读取数据，并将数据存人数组进行数据的处理和缓存。

3．3 DSP主程序设计

主程序先初始化系统控制寄存器，初始化PIE向量表禁止和清除所有CPU中断，采用TMS320F2812片内集成的A／D转换器采集数据。程序首先对 A／D转换器初始化，用DSP内的EVA事件管理器产生SEQ1A／D转换启动信号，首先设置T1比较值为0x0080，设置周期寄存器为0xFFFF使能事件管理器A的EVASOC，使能定时器1比较递增计数模式，DSP事件管理器EVA的配置程序如下：

EVA为SEQ1产生ADC SOC信号后，开始对通道1转换，转换结束后，A／D转换产生中断信号并调用中断处理程序读取ADCRESULTO中的值存人数组。当采满512个点后将程序跳转到数据处理程序，调用FIR和FFT子程序，其中DSP A／D转换器初始化程序代码为：

DSP整个系统软件采用C语言和汇编语言混合编程，中断函数模块用汇编语言，可提高程序的效率，FFT和FIR数字滤波运算主体用混编语言编写，可从TI网站下载。

4 实验结果

为了检验系统的实际应用能力，将该系统在震动台上进行实验，将3028型传感器固定在激震台上，用激震台分别模拟坦克、卡车和人员3种震动信号，这3种信号各取20组用于该系统实验，根据实验输出信号判断识别的正确率，在震动台达到稳定后DSP的解算时间均小于1 s。DSP解算识别结果如表1所示。

5 结论

由实验结果看出，该系统能够对目标的识别起到一定的辅助分析作用，系统解算时间均小于1 s，达到实时分析要求，系统能够较好分析人员产生的震动信号，而对坦克和车辆产生的震动信号分析结果较差，这主要是由于坦克和车辆产生的震动信号特征较为相似，单纯从震动信号的频率和强度区分难度较大；另外由于震动台是磁激励式的，对外有较强的电磁辐射，会对整个系统产生干扰，因此，后续实验需采取屏蔽电磁干扰的措施，震动信号分析算法还需进一步提高。