【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 內(nèi) 部 定 時(shí) 器 /8 通 道 10bitADC 和 觸 摸 屏 控 制器⑩ 看 門(mén) 狗 定 時(shí) 器 /117 個(gè) 外 部 通 用 IO、 24 個(gè) 外 部 中 斷 源其 中 本 文 主 要 顯 示 應(yīng) 用 ADC 和 LCD 資 源 ！UPNetARM2410S 實(shí) 驗(yàn) 儀 器 硬 件 配 置 如 下 表 ：表 21UPNetARM2410S 實(shí)驗(yàn)儀器硬件配置配 置 名 稱(chēng) 型 號(hào) 說(shuō) 明CPU ARM920T 結(jié) 構(gòu) 芯 片 三 星S3C2410X工 作 平 率 203MHzFLASH SAMSUNG K9F1208 64M NANDSDRAM HY57V561620ATH 32M*2=64MEtherNet 網(wǎng) 卡 AX88796 兩 片 ， 10/100M 自 適 應(yīng)LCD LQ080V3DG01 8 寸 16bitTFT觸 摸 屏 SX080W4RFB FM7843 驅(qū) 動(dòng)LED ZLG7290 四 個(gè) 共 陰 極 LED 第二章 基于 ARM 和 QT 的多路信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 6 USB 接 口 4 個(gè) HOST/1 個(gè) DEVICE 由 AT43301 構(gòu) 成 USB HUBUART/IrDA 2 個(gè) RS232,1 個(gè) RS485,1個(gè) IrDA從 處 理 器 的 UART2 引 出AD 由 S3C2410 芯 片 出 3 個(gè) 電 位 器 控 制 輸 入AUDIO IIS 總 線(xiàn) ， UDA1341 芯 片 音 頻拓 展 卡 插 槽 168Pin EXPORT 總 線(xiàn) 直 接 拓 展GPS_GORS 拓 展 板 SIMCOM 的 SIM100E 模 塊 支 持 雙 道 語(yǔ) 音 通 信IDE/CF 卡 插 座 筆 記 本 硬 盤(pán) ， CF 卡PCMCIA 和 SD 卡 插 座 PCMCIA 型 號(hào) 為 DWL650PS2 PC 鍵 盤(pán) 和 鼠 標(biāo) 由 ATMEGA8 單 片 機(jī) 控 制IC 卡 座 AT24CXX 系 列 由 ATMEGA8 單 片 機(jī) 控 制DC/STEP 電 機(jī) DC 由 PWM 控 制 ， STEP 由74HC573 控 制CAN BUS 由 MCP2510 和 TJA1050構(gòu) 成Double DA MAX504 兩 個(gè) 10 位 DAC 端 口調(diào) 試 接 口 JTAG 14 針 、 20 針UPNetARM2410S 試 驗(yàn) 箱 圖 如 下 ： 第二章 基于 ARM 和 QT 的多路信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 7 圖 23 UPNetARM2410S 試驗(yàn)箱圖 24 UPNetARM2410S 計(jì) 方 案圖 25 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 第二章 基于 ARM 和 QT 的多路信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 8 如 圖 25 所 示 ， 電 流 電 壓 信 號(hào) 經(jīng) 過(guò) 電 阻 分 壓 簡(jiǎn) 單 濾 波 后 送 入 S3C2410 ADC 模 塊 ， S3C2410 接 受 電 阻 觸 摸 屏 輸 入 和 鼠 標(biāo) 輸 入 ， 并 送 顯 示 。 ADC硬 件 設(shè) 計(jì) ADC 轉(zhuǎn) 換 器A/D 轉(zhuǎn) 換 器 是 模 擬 信 號(hào) 源 和 CPU 之 間 聯(lián) 系 的 接 口 ， 它 的 任 務(wù) 是 將 連 續(xù)變 化 的 模 擬 信 號(hào) 轉(zhuǎn) 換 為 數(shù) 字 信 號(hào) ， 以 便 計(jì) 算 機(jī) 和 數(shù) 字 系 統(tǒng) 進(jìn) 行 處 理 、 存 儲(chǔ) 、控 制 和 顯 示 。 在 工 業(yè) 控 制 和 數(shù) 據(jù) 采 集 及 許 多 其 他 領(lǐng) 域 中 ， A/D 轉(zhuǎn) 換 是 不 可缺 少 的 。 A/D 轉(zhuǎn) 換 器 有 以 下 類(lèi) 型 ： 逐 位 比 較 型 、 積 分 型 、 計(jì) 數(shù) 型 、 并 行 比較 型 、 電 壓 － 頻 率 型 ， 主 要 應(yīng) 根 據(jù) 使 用 場(chǎng) 合 的 具 體 要 求 ， 按 照 轉(zhuǎn) 換 速 度 、 精度 、 價(jià) 格 、 功 能 以 及 接 口 條 件 等 因 素 來(lái) 決 定 選 擇 何 種 類(lèi) 型 。 [1]常 用 的 有 以下 兩 種 ：① 雙 積 分 型 的 A/D 轉(zhuǎn) 換 器雙 積 分 式 也 稱(chēng) 二 重 積 分 式 ， 其 實(shí) 質(zhì) 是 測(cè) 量 和 比 較 兩 個(gè) 積 分 的 時(shí) 間 ， 一 個(gè)是 對(duì) 模 擬 輸 入 電 壓 積 分 的 時(shí) 間 T0， 此 時(shí) 間 往 往 是 固 定 的 ； 另 一 個(gè) 是 以 充 電后 的 電 壓 為 初 值 ， 對(duì) 參 考 電 源 Vref 反 向 積 分 ， 積 分 電 容 被 放 電 至 零 所 需 的時(shí) 間 T1。 模 擬 輸 入 電 壓 Vi 與 參 考 電 壓 VRef 之 比 ， 等 于 上 述 兩 個(gè) 時(shí) 間 之比 。 由 于 VRef 、 T0 固 定 ， 而 放 電 時(shí) 間 T1 可 以 測(cè) 出 ， 因 而 可 計(jì) 算 出 模 擬輸 入 電 壓 的 大 小 (VRef 與 Vi 符 號(hào) 相 反 )。 由 于 T0、 VRef 為 已 知 的 固 定 常數(shù) ， 因 此 反 向 積 分 時(shí) 間 T1 與 輸 入 模 擬 電 壓 Vi 在 T0 時(shí) 間 內(nèi) 的 平 均 值 成正 比 。 輸 入 電 壓 Vi 愈 高 ， VA 愈 大 ， T1 就 愈 長(zhǎng) 。 在 T1 開(kāi) 始 時(shí) 刻 ， 控 制邏 輯 同 時(shí) 打 開(kāi) 計(jì) 數(shù) 器 的 控 制 門(mén) 開(kāi) 始 計(jì) 數(shù) ， 直 到 積 分 器 恢 復(fù) 到 零 電 平 時(shí) ， 計(jì) 數(shù)停 止 。 則 計(jì) 數(shù) 器 所 計(jì) 出 的 數(shù) 字 即 正 比 于 輸 入 電 壓 Vi 在 T0 時(shí) 間 內(nèi) 的 平 均值 ， 于 是 完 成 了 一 次 A/D 轉(zhuǎn) 換 。 由 于 雙 積 分 型 A/D 轉(zhuǎn) 換 是 測(cè) 量 輸 入 電 壓Vi 在 T0 時(shí) 間 內(nèi) 的 平 均 值 ， 所 以 對(duì) 常 態(tài) 干 擾 (串 摸 干 擾 )有 很 強(qiáng) 的 抑 制 作 用 ，尤 其 對(duì) 正 負(fù) 波 形 對(duì) 稱(chēng) 的 干 擾 信 號(hào) ， 抑 制 效 果 更 好 。 雙 積 分 型 的 A/D 轉(zhuǎn) 換器 電 路 簡(jiǎn) 單 ， 抗 干 擾 能 力 強(qiáng) ， 精 度 高 ， 這 是 突 出 的 優(yōu) 點(diǎn) 。 但 轉(zhuǎn) 換 速 度 比 較 慢 ，常 用 的 A/D 轉(zhuǎn) 換 芯 片 的 轉(zhuǎn) 換 時(shí) 間 為 毫 秒 級(jí) 。 例 如 12 位 的 積 分 型 A/D 芯片 ADCETl2BC， 其 轉(zhuǎn) 換 時(shí) 間 為 lms。 因 此 適 用 于 模 擬 信 號(hào) 變 化 緩 慢 ， 采 樣速 率 要 求 較 低 ， 而 對(duì) 精 度 要 求 較 高 ， 或 現(xiàn) 場(chǎng) 干 擾 較 嚴(yán) 重 的 場(chǎng) 合 。 例 如 在 數(shù) 字 第二章 基于 ARM 和 QT 的多路信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 9 電 壓 表 中 常 被 采 用 。② 逐 次 逼 近 型 的 A/D 轉(zhuǎn) 換 器逐 次 逼 近 型 (也 稱(chēng) 逐 位 比 較 式 )的 A/D 轉(zhuǎn) 換 器 ， 主 要 由 逐 次 逼 近 寄 存器 SAR、 D/A 轉(zhuǎn) 換 器 、 比 較 器 以 及 時(shí) 序 和 控 制 邏 輯 等 部 分 組 成 。 它 的 實(shí) 質(zhì) 是逐 次 把 設(shè) 定 的 SAR 寄 存 器 中 的 數(shù) 字 量 經(jīng) D/A 轉(zhuǎn) 換 后 得 到 電 壓 Vc 與 待 轉(zhuǎn)換 模 擬 電 壓 V。 進(jìn) 行 比 較 。 比 較 時(shí) ， 先 從 SAR 的 最 高 位 開(kāi) 始 ， 逐 次 確 定 各位 的 數(shù) 碼 應(yīng) 是 “1”還 是 “0”， 其 工 作 過(guò) 程 如 下 ： 轉(zhuǎn) 換 前 ， 先 將 SAR 寄 存器 各 位 清 零 。 轉(zhuǎn) 換 開(kāi) 始 時(shí) ， 控 制 邏 輯 電 路 先 設(shè) 定 SAR 寄 存 器 的 最 高 位 為“1”， 其 余 位 為 “0”， 此 試 探 值 經(jīng) D/A 轉(zhuǎn) 換 成 電 壓 Vc， 然 后 將 Vc 與 模擬 輸 入 電 壓 Vx 比 較 。 如 果 Vx≥ Vc， 說(shuō) 明 SAR 最 高 位 的 “1”應(yīng) 予 保 留 ；如 果 VxVc， 說(shuō) 明 SAR 該 位 應(yīng) 予 清 零 。 然 后 再 對(duì) SAR 寄 存 器 的 次 高 位 置“1”， 依 上 述 方 法 進(jìn) 行 D/A 轉(zhuǎn) 換 和 比 較 。 如 此 重 復(fù) 上 述 過(guò) 程 ， 直 至 確 定SAR 寄 存 器 的 最 低 位 為 止 。 過(guò) 程 結(jié) 束 后 ， 狀 態(tài) 線(xiàn) 改 變 狀 態(tài) ， 表 明 已 完 成 一 次轉(zhuǎn) 換 。 最 后 ， 逐 次 逼 近 寄 存 器 SAR 中 的 內(nèi) 容 就 是 與 輸 入 模 擬 量 V 相 對(duì) 應(yīng)的 二 進(jìn) 制 數(shù) 字 量 。 顯 然 A/D 轉(zhuǎn) 換 器 的 位 數(shù) N 決 定 于 SAR 的 位 數(shù) 和 D/A 的位 數(shù) 。 圖 (b)表 示 四 位 A/D 轉(zhuǎn) 換 器 的 逐 次 逼 近 過(guò) 程 。 轉(zhuǎn) 換 結(jié) 果 能 否 準(zhǔn)確 逼 近 模 擬 信 號(hào) ， 主 要 取 決 于 SAR 和 D/A 的 位 數(shù) 。 位 數(shù) 越 多 ， 越 能 準(zhǔn) 確逼 近 模 擬 量 ， 但 轉(zhuǎn) 換 所 需 的 時(shí) 間 也 越 長(zhǎng) 。 逐 次 逼 近 式 的 A/D 轉(zhuǎn) 換 器 的 主要 特 點(diǎn) 是 ： 轉(zhuǎn) 換 速 度 較 快 ， 在 1—100/μ s 以 內(nèi) ， 分 辨 率 可 以 達(dá) 18 位 ，特 別 適 用 于 工 業(yè) 控 制 系 統(tǒng) 。 轉(zhuǎn) 換 時(shí) 間 固 定 ， 不 隨 輸 入 信 號(hào) 的 變 化 而 變 化 。 抗干 擾 能 力 相 對(duì) 積 分 型 的 差 。 例 如 ， 對(duì) 模 擬 輸 入 信 號(hào) 采 樣 過(guò) 程 中 ， 若 在 采 樣時(shí) 刻 有 一 個(gè) 干 擾 脈 沖 迭 加 在 模 擬 信 號(hào) 上 ， 則 采 樣 時(shí) ， 包 括 干 擾 信 號(hào) 在 內(nèi) ， 都被 采 樣 和 轉(zhuǎn) 換 為 數(shù) 字 量 ， 這 就 會(huì) 造 成 較 大 的 誤 差 ， 所 以 有 必 要 采 取 適 當(dāng) 的 濾波 措 施 。本 文 所 用 為 逐 次 逼 近 型 的 A/D 轉(zhuǎn) 換 器 。 A/D轉(zhuǎn)換器在擴(kuò)展板的連接A/D 轉(zhuǎn) 換 器 在 擴(kuò) 展 板 的 接 法 如 圖 28 所 示 ， 前 三 路 通 過(guò) 電 位 器 接 到 電 源 上 。 第二章 基于 ARM 和 QT 的多路信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 10 圖 26 ADC 電阻分壓 第三章 嵌入式 linux 移植及驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā) 11 第 三 章 嵌 入 式 linux移 植 及 驅(qū) 動(dòng) 開(kāi) 發(fā) linux主 要 特 征① 符 合 POSIX 標(biāo) 準(zhǔn)POSIX 標(biāo) 準(zhǔn) 定 義 了 一 個(gè) 最 小 的 Unix 操 作 系 統(tǒng) 接 口 ， 任 何 操 作系 統(tǒng) 只 有 符 合 這 一 標(biāo) 準(zhǔn) ， 才 有 可 能 運(yùn) 行 Unix 程 序 。 考 慮 到 Unix 具 有 豐富 的 應(yīng) 用 程 序 ， 當(dāng) 今 絕 大 多 數(shù) 操 作 系 統(tǒng) 都 把 滿(mǎn) 足 POSIX 標(biāo) 準(zhǔn) 作 為實(shí) 現(xiàn) 目 標(biāo) ， Linux 也 不 例 外 ， 它 完 全 支 持 POSIX 標(biāo) 準(zhǔn) 。 另 外 ， 為了 使 Unix System V 和 BSD 上 的 程 序 能 直 接 在 Linux 上 運(yùn) 行 ， Linux 還增 加 了 部 分 System V 和 BSD 的 系 統(tǒng) 接 口 ， 使 Linux 成 為 一 個(gè) 完 善 的Unix 程 序 開(kāi) 發(fā) 系 統(tǒng) 。② 支 持 多 用 戶(hù) 訪(fǎng) 問(wèn) 和 多 任 務(wù) 編 程Linux 是 一 個(gè) 多 用 戶(hù) 操 作 系 統(tǒng) ， 它 允 許 多 個(gè) 用 戶(hù) 同 時(shí) 訪(fǎng) 問(wèn) 系 統(tǒng) 而 不 會(huì) 造成 用 戶(hù) 之 間 的 相 互 干 擾 。 另 外 ， Linux 還 支 持 真 正 的 多 用 戶(hù) 編 程 ， 一 個(gè) 用戶(hù) 可 以 創(chuàng) 建 多 個(gè) 進(jìn) 程 ， 并 使 各 個(gè) 進(jìn) 程 協(xié) 同 工 作 來(lái) 完 成 用 戶(hù) 的 需 求 . ③ 采 用 頁(yè) 式 存 儲(chǔ) 管 理 頁(yè) 式 存 儲(chǔ) 管 理 使 Linux 能 更 有 效 地 利 用 物 理 存 儲(chǔ) 空 間 ， 頁(yè) 面 的 換 入 換出 為 用 戶(hù) 提 供 了 更 大 的 存 儲(chǔ) 空 間 。 ④ 支 持 動(dòng) 態(tài) 鏈 接用 戶(hù) 程 序 的 執(zhí) 行 往 往 離 不 開(kāi) 標(biāo) 準(zhǔn) 庫(kù) 的 支 持 ， 一 般 的 系 統(tǒng) 往 往 采 用 靜 態(tài) 鏈接 方 式 即 在 裝 配 階 段 就 已 將 用 戶(hù) 程 序 和 標(biāo) 準(zhǔn) 庫(kù) 鏈 接 好 ， 這 樣 ， 當(dāng) 多 個(gè) 進(jìn)程 運(yùn) 行 時(shí) ， 可 能 會(huì) 出 現(xiàn) 庫(kù) 代 碼 在 內(nèi) 存 中 有 多 個(gè) 副 本 而 浪 費(fèi) 存 儲(chǔ) 空 間 的 情況 。 Linux 支 持 動(dòng) 態(tài) 鏈 接 方 式 ， 當(dāng) 運(yùn) 行 時(shí) 才 進(jìn) 行 庫(kù) 鏈 接 ， 如 果 所 需 要 的 庫(kù)已 被 其 它 進(jìn) 程 裝 入 內(nèi) 存 ， 則 不 必 再 裝 入 ， 否 則 才 從 硬 盤(pán) 中 將 庫(kù) 調(diào) 入 。 這 樣能 保 證 內(nèi) 存 中 的 庫(kù) 程 序 代 碼 是 唯 一 的 。⑤ 支 持 多 種 文 件 系 統(tǒng) Linux 能 支 持 多 種 文 件 系 統(tǒng) 。 目 前 支 持 的 文 件 系 統(tǒng) 有 ：EXT EXT、 XIAFS、 ISOFS、 HPFS、 MS