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超声端点检测方法

时间:2022-02-12 理论教育 版权反馈
【摘要】:有三种超声波端点检测方法,包括基于固定阈值比较的超声信号端点检测方法、基于小波变换的超声信号端点检测方法以及基于超声信号波形特征的端点检测方法。基于小波变换的超声端点检测方法是在研究小波变换的基础上提出的。实验结果表明,仅仅使用小波变换很难准确地检测到超声信号的到达时刻,该方法还有待于作进一步的改进。基于DSP的嵌入式无线定位电子白板系统采用了基于超声信号特征的端点检测算法,取得了较好的端点检测效果。

有三种超声波端点检测方法,包括基于固定阈值比较的超声信号端点检测方法、基于小波变换的超声信号端点检测方法以及基于超声信号波形特征的端点检测方法。

固定阈值比较法实现起来比较简单,首先对超声信号进行放大,然后与设置好的固定阈值进行比较,高于该阈值,则认为信号到达,其缺点是算法精度低。

基于小波变换的超声端点检测方法是在研究小波变换的基础上提出的。利用小波分析超声信号的奇异性,从而确定超声信号的到达时刻。实验结果表明,仅仅使用小波变换很难准确地检测到超声信号的到达时刻,该方法还有待于作进一步的改进。

基于超声波形特征的端点检测方法根据超声上升阶段波形特征寻找超声波形上稳定的特征点。该方法简单、准确性高且易于DSP实现,但该方法在寻找特征点时要用到很多的经验值数据。这些数据需要通过多次实验获得,经验值的设定对于该方法的有效性和精度有着极其重要的影响。基于DSP的嵌入式无线定位电子白板系统采用了基于超声信号特征的端点检测算法,取得了较好的端点检测效果(宋巍巍,2006年)。

DSP的软件设计包括三种方式:完全使用C语言开发、完全用汇编语言开发以及采用C语言和汇编语言混合编程开发。

源程序为C语言,需调用TMS320C54x C汇编器将其编译成汇编语言后送TMS320C54x汇编器进行汇编。对于汇编语言编写的程序则直接送给汇编器进行汇编。汇编后产生COFF格式的目标文件(.obj),再调用链接器进行链接,生成在TMS320C54x上可执行的COFF格式的目标代码,并利用调试工具对可执行的目标代码进行调试,以保证应用软件的正确无误并满足使用要求。最后,如果需要,可调用Hex代码转换工具,将COFF格式的目标代码转换成EPROM编程器能接收的代码,将代码烧进EPROM。

TI公司提供的开发平台CCS(Code Composer Studio)包括了优化的ANSI C编译器,从而可以在C源程序级进行开发调试。但是在某些情况下,C代码的效率还是无法和汇编代码的效率相比,这是因为即使最佳的编译器也无法在所有情况下都能最合理地利用DSP芯片所提供的各种资源。

使用汇编语言开发可以更为合理地充分利用DSP芯片提供的硬件资源,其源代码效率高,程序执行速度快。一般来说,不同公司的芯片使用的汇编语言是不同的,即使是同一家公司的芯片,由于芯片类型的不同、芯片的更新换代,其汇编语言也不同。因此,用汇编语言开发基于某种DSP的产品周期比较长,并且软件的维修和升级较困难,这些都是因为汇编语言的可读性和可移植性较差。

因此,常采用C语言和汇编语言混合编程开发,这样能更充分地利用DSP的芯片资源。采用C语言和汇编语言混合编程时要遵循一定的规则:

◣函数间的参数传递通过寄存器和系统堆栈进行;

◣调用函数与被调用函数必须对各自的寄存器进行保护;

◣在被调用函数返回前,被调用函数必须归还所有已占用的堆栈空间;

◣被C语言调用的汇编函数,其函数名前应加“_”。

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