DSP芯片在超声波钻井液测漏仪中的应用

到DSP的片内高速RAM是由DSP的片内ROM的驻机程序（出厂时已设置）完成的。上电后，DSP的复位引脚由“0”变为“1”，同时在电路连接上保证引脚MCBL/MP="1"，固化在片内的引导程序查询INT0～INT3中的哪一个为低，并按表1所示的中断脚与地址的对应关系进行引导。

表1 引导方式

方式	INT0  INT1  INT2  INT3	说  明	首地址
1	0     1     1     1	外部存储器	1000H
2	1     0     1     1	外部存储器	400000H
3	1     1     0     1	外部存储器	FFF000H
4	1     1     1     0	串口

被引导的用户程序必须事先经过汇编、连接，以生成DSP能够认识的机器代码。在生成的程序代码前还必须加入一个引导头。引导头的具体结构见参考文件，其作用是：

（1）实现字长为32位的DSP与8位、16位或32位外部程序存储器的接口。

（2）实现高速DSP与低速ROM的接口。

（3）实现用户程序与DSP与内存储空间的匹配。

2．4 数据处理

采用TMS320VC33的定时器1每隔100ms发送一串数目固定的脉冲型激励信号，该激励信号经放大和驱动后再经DSP控制交替地施加到两只超声波传感器上。当一只传感器处于发送状态时，另一只就处于接收状态，即每只传感器每隔200ms完成一次收和发。接收到的超声波信号又经过放大和整形后送入DSP的INT0引脚，同时利用TMS320VC33的定时器2检测从发送到接收所用的时间，进而根据（3）式计算出发和对收的时间差，再由（4）式通过浮点运算计算出泥浆流速，并将结果存储在DS1251中。在存储数据的同时，利用DS1251片内的时钟，将该数据所对应的时间也一并存储在数据区内。这就为地面将流速与深度对应起来提供了基础，因为在井下通过DS1251计时的同时，地面也有一套与之同步的计时器对时间与深度进行了相应的记录。
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    DSP的定时间隔设置为两倍的指令周期，即：

T=2×Tp=34ns (5)

对tAB和tBA计时的误差为：

ΔT=±Tp/2=±17ns (6)

由此引起的泥浆流速误差为：

ΔV=ΔTC2/L （7）

取C=1560m/s、L=10m，则ΔV=4.14mm/s，由此可见其测量误差比现有的测量方法降低了几十倍。

3 数据回放与试验

采用DSP的通用I/O接口编制RS232通信程序，测试完成后，与地面上将测量数据回放到计算机。TMS320VC33与计算机RS232口的接口电路如图3所示。其中IC7采用74LS06，将TMS320VC33输出的3.3V电平转换为5V电平，这是因为二者的最小输入高电平相等，都是2.4V；IC13采用MAX2202，用于将TTL电平转换为RS232电平。

研制的超声波钻井液测漏仪经过实验室的多次试验和现场的应用，测出的漏层位置的误差不大于10m，不仅为钻井作业过程中的堵漏提供了有力的技术支持，而且节约了钻井成本，缩短了有漏失情况下的测漏周期，防止了漏失对地下资源的污染。

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