基于嵌入式系統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄分析儀的硬件設(shè)計
摘要:為集中監(jiān)控工業(yè)現(xiàn)場的大量自動化儀表,提高工業(yè)生產(chǎn)中的自動化水平,現(xiàn)以S3C2410A為主控芯片,以液晶屏為顯示設(shè)備,以觸摸屏為輸入設(shè)備,以SD卡為存儲設(shè)備,設(shè)計一種電力設(shè)備數(shù)據(jù)記錄分析儀。記錄儀支持CAN通信與485通信2種總線方式采集采樣模塊的數(shù)據(jù),具有大屏幕顯示輸出,簡單易行的觸摸屏輸入,利用以太網(wǎng)上傳數(shù)據(jù),大容量的存儲空間,功能齊全,用途廣泛。
關(guān)鍵詞:記錄儀;S3C2410;CAN;485;以太網(wǎng);SD卡
隨著科學技術(shù)的發(fā)展和我國工業(yè)自動化程度的提高,大量的自動化設(shè)備和儀表已經(jīng)廣泛應用于各大廠礦的工業(yè)現(xiàn)場。這些設(shè)備和儀表大多具有數(shù)據(jù)采集,傳送,聯(lián)網(wǎng)的能力,然而在現(xiàn)場應用中,往往需要對各個設(shè)備的相關(guān)數(shù)據(jù)進行實時記錄與及時分析。本文所設(shè)計的系統(tǒng)就是為了滿足這樣的需求。本系統(tǒng)以S3C2410為核心,采用linux實時操作系統(tǒng),結(jié)合嵌入式設(shè)備與網(wǎng)絡技術(shù)的優(yōu)點,有可連接設(shè)備數(shù)量多,速度快,功能多及可擴展性強等優(yōu)點,可完成大量電力設(shè)備的集中監(jiān)控,顯著提高用戶自動化系統(tǒng)的可靠性,節(jié)約大量的人力物力。
1 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)的組成部分和主要功能如下:
1)上位機部分,主要負責遠程的信息配置與數(shù)據(jù)采集,記錄,與處理。
2)數(shù)據(jù)記錄分析儀部分:主要負責現(xiàn)場的信息配置和數(shù)據(jù)記錄與處理。
3)單片機系統(tǒng):主要負責環(huán)境信息的采集,監(jiān)控,處理。
2 系統(tǒng)的硬件設(shè)計
記錄儀的硬件系統(tǒng)由核心板與主板2部分構(gòu)成。其中核心板主要負責CPU與RAM存儲器,F(xiàn)lash存儲器等的搭建。主板包括整個系統(tǒng)的電源部分,以太網(wǎng)通信部分,CAN通信部分,485通信部分,串行通信部分,顯示部分,數(shù)據(jù)存儲部分,CPLD部分等。核心板與主板通過雙排插針的結(jié)構(gòu)連接。
硬件設(shè)計的的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。
2.1 核心板的設(shè)計
核心板主要由CPU S3C2410、內(nèi)存SDRAM、閃存NANDFlash、晶振電路、啟動配置電路等幾部分構(gòu)成。
CPU S3C2410A的內(nèi)部僅僅集成了4 k大小的SRAM,用作系統(tǒng)程序的引導程序空間,所以需要擴展一定容量的RAM,用來用作主程序的運行空間,數(shù)據(jù)及堆棧區(qū)。當系統(tǒng)啟動時,CPU首先從復位地址0x0處讀啟動代碼,完成系統(tǒng)初始化后,程序代碼一般都調(diào)入SDRAM中運行,以提高系統(tǒng)的運行速度,同時,系統(tǒng)及用戶堆棧,運行數(shù)據(jù)也都放在SDRAM中。SRAM中的引導程序完成以后,會將操作系統(tǒng)鏡像加載到SDRAM中。本系統(tǒng)的SDRAM由2片HY57V561620T構(gòu)建成1個32位的SDRAM存儲結(jié)構(gòu)。HY57V561620T是1個268 435 456位的CMOS SDRAM芯片,能夠很好地滿足大容量高寬度的存儲需求。
本系統(tǒng)中使用的Flash為三星公司的K9F1208,容量為64 MB,采用塊頁式存儲管理,8個I/O引腳充當數(shù)據(jù),地址,命令的復用端口。
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