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為擴(kuò)展工業(yè)操控領(lǐng)域的中心功用并豐厚其接口操作，本文提出一種根據(jù)AT91RlM9200微操控器的智能化多總線測(cè)控模塊的規(guī)劃辦法以及體系的構(gòu)建架構(gòu)，并給出顯現(xiàn)接口的軟、硬件處理計(jì)劃。該模塊使用嵌入式體系處理了顯現(xiàn)接口完成困難的問題，具有較好的實(shí)踐使用前景。
導(dǎo)言
1 MultiBus―CPU模塊軟件規(guī)劃計(jì)劃
2 MulitiBus―CPU模塊硬件規(guī)劃計(jì)劃
3 顯現(xiàn)模塊硬件規(guī)劃計(jì)劃
MultiBus―CPU模塊是根據(jù)AT91RM9200微操控器的智能化多總線測(cè)控模塊。該CPU模塊首要完成對(duì)下位機(jī)的操控，并建立根據(jù)Modbus―RTU總線協(xié)議的總線通訊體系結(jié)構(gòu)，讓體系設(shè)備能夠無縫接入根據(jù)Modbus―RTU形式的總線體系，牢靠、實(shí)時(shí)、精確地完成工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)收集、信號(hào)輸出等功用；一起，供給規(guī)范視頻接口用于顯現(xiàn)16位色圖像，供給規(guī)范音頻輸入輸出接口用于完成錄放音功用。該模塊作為嵌入式開發(fā)環(huán)境的中心，可完成人機(jī)界面的交互操作和顯現(xiàn)、海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、多串口、多USB口、音頻信號(hào)輸入輸出、以太網(wǎng)口等接口；運(yùn)轉(zhuǎn)Linux操作體系，能夠快速建立面向使用的嵌入式使用體系。
為了滿意實(shí)踐使用對(duì)實(shí)時(shí)性的要求，MultiBus―CPU模塊軟件選用了Linux2．6．21操作體系。其間，Linux2．6的內(nèi)核使命能夠被搶占，這一特性使得Linux2．6內(nèi)核適用于實(shí)時(shí)體系和嵌入式體系中。驅(qū)動(dòng)程序在Linux環(huán)境下進(jìn)行開發(fā)，使用層選用規(guī)范的通訊協(xié)議――Modbus協(xié)議，操控設(shè)備能夠連成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行會(huì)集監(jiān)控。經(jīng)過共同的Modbus接口，MultiBus―CPU模塊與擴(kuò)展下位機(jī)均可作為對(duì)等設(shè)備在工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行對(duì)話，使得各個(gè)設(shè)備無縫接入到工業(yè)操控網(wǎng)絡(luò)中。MultiBus―CPU模塊支撐現(xiàn)階段工業(yè)測(cè)控體系中最常用的以太網(wǎng)(UDP)通訊及RS485通訊協(xié)議。因而，本模塊在與其他功用模塊進(jìn)行通訊時(shí)，選用Modbus―RTU數(shù)據(jù)通訊方法，使用以太網(wǎng)(UDP)／RS485總線進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送與接納，完成對(duì)各功用模塊的會(huì)集監(jiān)控。軟件總體結(jié)構(gòu)如圖l所示。
硬件規(guī)劃原理圖如圖2所示。MultiBus―CPU模塊選用Atmel公司的AT91RM9200為主處理器，交融了ARM920T ARM Thumb處理器。其作業(yè)于180 MHz時(shí)功用高達(dá)200 MIPS；具有存儲(chǔ)器管理單元，能夠運(yùn)轉(zhuǎn)Linux等實(shí)時(shí)操作體系；具有10／100 Base―T型以太網(wǎng)卡接口，只需外擴(kuò)一個(gè)PHY即可完成以太網(wǎng)通訊；具有USB 2．O全速(12 Mb／s)主機(jī)雙端口，能夠擴(kuò)展鍵盤、鼠標(biāo)、U盤等規(guī)范外設(shè)。
主處理器AT91RM9200具有5個(gè)串口：1個(gè)DEBUG串口，規(guī)劃為RS232接口，能夠直接銜接PC的串口進(jìn)行調(diào)試；1個(gè)RS485接口，能夠與其他功用模塊的RS485接口組成網(wǎng)絡(luò)；其他3個(gè)串口均規(guī)劃為RS232接口。
經(jīng)過CPU模塊的外部總線和Epson公司的S1D13506顯現(xiàn)芯片擴(kuò)展了一個(gè)VGA接口，分辨率為640×480，256色。IS41LVl6100為其供給獨(dú)立顯存，容量為1M×16位，支撐EDO PAGE形式。
GL850A芯片是一個(gè)低功耗的USB 2．0 HUB操控器，AT91RM9200自身的USB HOST接口經(jīng)過GL850A芯片擴(kuò)展為4個(gè)USB HOST接口。
DS3231是精度十分高的I2C集成實(shí)時(shí)時(shí)鐘。其精度在0～40℃內(nèi)高達(dá)±2 ppm，在-40～85℃內(nèi)精度可達(dá)±3．5ppm；板載電池，掉電后能夠堅(jiān)持時(shí)刻；可為體系供給秒、分、小時(shí)、日、日期、月、年等信息，具有主動(dòng)閏年調(diào)整功用。
WM8731是一個(gè)低功耗網(wǎng)絡(luò)音頻編解碼器(CO-DEC)，具有輸出功率放大器和可編程采樣速率設(shè)定功用。WM8731芯片經(jīng)過I2S接口與CPU銜接，為CPU模塊擴(kuò)展了音頻信號(hào)的輸入輸出接口，使體系具有音頻采樣功用，音頻信號(hào)數(shù)字化后能夠經(jīng)過以太網(wǎng)傳送。
DM9161為10／100M快速以太網(wǎng)物理層單芯片收發(fā)器，H1102為網(wǎng)絡(luò)阻隔變壓器，用于完成10／100M自適應(yīng)的牢靠網(wǎng)絡(luò)傳輸功用。
MultiBus―CPU模塊經(jīng)過添加顯現(xiàn)操控芯片及其驅(qū)動(dòng)完成了顯現(xiàn)接口，體系運(yùn)轉(zhuǎn)信息能夠直接經(jīng)過VGA顯現(xiàn)器顯現(xiàn)出來，大大提高了人機(jī)交互的可操作性。
3．1 接口芯片挑選
接口芯片選用Epson公司出產(chǎn)的大規(guī)模顯現(xiàn)操控器S1D13506。它是以SEDl354操控器為根底發(fā)展起來的具有更多功用的LCD顯現(xiàn)操控器，支撐全類型、大規(guī)模的LCD及CRT／TV顯現(xiàn)器。S1D13506內(nèi)置RAMDAC(Random Access Memory Digital-to-Analog Converter，隨機(jī)數(shù)模變換記憶體)硬件X-Y軸轉(zhuǎn)置二維加速器，共有114個(gè)寄存器，能夠靈敏地設(shè)置各種不同的顯現(xiàn)方法。
3．2 接口硬件規(guī)劃
S1D13506與處理器的接口選用通用類型總線(包含數(shù)據(jù)總線、地址總線、操控總線)。接口界說如表1所列。芯片所用像素時(shí)鐘CLKl、CLK2是由同步信號(hào)發(fā)生器ICSl523來供給的，外接1M×16位的EDO-DRAM IS41LVl6100。
MVME162-013 MVME333-2 MVME167-031A? MVME177-003 PMC243MOT-R40M?
MVME162-013A? MVME374 MVME167-032B? MVME177-004 MVME162-523
MVME162-020 MVME374-1 MVME167-033A? MVME177-005 MVME162-532A
MVME162-022? MVME376 MVME167-033B? MVME177-006 MVME162P-242LE
MVME162-023? MVME705-1 MVME167-034A MVME177-012 MVME162P-242LSE
MVME162-023A? MVME705A MVME167-34B? MVME177-013 MVME162P-244LE
MVME162-032 MVME705A w/RFI MVME167-034B? MVME177-014 MVME162P-252SE
MVME162-040? MVME705A-001 MVME167-035B? MVME177-015 MVME162P-344
MVME162-211 MVME705B w/RFI MVME167-036B? MVME177-016 MVME162P-344E
MVME162-212 MVME708-001 MVME167P-036SE MVME177P-54SE MVME162PA-242LE
MVME162-213 MVME710B MVME167P-35SE? MVME177P-55SE MVME162PA-244L
MVME162-215 MVME721-101 MVME167P-34SE? MVME177P-56SE MVME162PA-244LE
MVME162-222 MVME712-103 MVME167-04? MVME177P-64SE MVME162PA-244LSE
MVME162-223 MVME712-104 MVME167A MVME177P-65SE MVME162PA-344B
MVME162-253 MVME712A MVME167C MVME177P-66SE MVME162PA-344E
MVME162-263 MVME712/AM MVME167P-24SE MVME177P-67SE MVME162-512A
MVME162-410 MVME712B MVME167P-35SE MVME162-512A MVME162-433
MVME162-412 MVME712M MVME761-001 MVME162-522A MVME162-510A
MVME162-432 MVME712/M MVME761EXT MVME714
