基于ARM和Linux通用工控平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

隨著工控技術(shù)的進(jìn)步和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，開(kāi)發(fā)人員通常需要在盡可能短的時(shí)間內(nèi)設(shè)計(jì)出滿足用戶要求的測(cè)控系統(tǒng)。本文針對(duì)嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)，以高性價(jià)比的32位ARM嵌入式處理器AT91RM9200為硬件核心，搭建了通用工控硬件平臺(tái)，在此平臺(tái)上移植嵌入式Linux操作系統(tǒng)和圖形界面開(kāi)發(fā)環(huán)境MiniGUI。以此通用工控平臺(tái)為基礎(chǔ)，可以方便地構(gòu)建工程應(yīng)用所需的絕大部分自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)。其應(yīng)用無(wú)論是在性能還是在成本方面都極具競(jìng)爭(zhēng)力，這預(yù)示著本平臺(tái)具有較好的應(yīng)用前景。

本工控平臺(tái)在硬件上，選擇ATMEL公司的AT91RM9200微處理器，并對(duì)其最小系統(tǒng)及外圍部件進(jìn)行設(shè)計(jì)，以適應(yīng)當(dāng)前工控現(xiàn)場(chǎng)更加豐富的技術(shù)要求，并結(jié)合工業(yè)測(cè)控Modbus協(xié)議，擴(kuò)展多種通信接口，滿足用戶的通信需求。與此同時(shí)，選擇嵌入式Linux操作系統(tǒng)為測(cè)控軟件的開(kāi)發(fā)提供了性能優(yōu)良軟件平臺(tái)。

通用工控硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)

1 AT91RM9200微處理器最小系統(tǒng)構(gòu)成

最小系統(tǒng)是保證微處理器可靠工作所必需的基本電路?；贏T91RM9200微處理器的最小嵌入式系統(tǒng)由微處理器AT91RM9200、電源電路、晶體振蕩器電路、復(fù)位電路、JTAG接口、存儲(chǔ)器模塊、串行調(diào)試接口等電路組成。至此就具備了設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)一款基于ARM微處理器的通用工控平臺(tái)的硬件基礎(chǔ)。

2 硬件平臺(tái)外圍接口電路

利用AT91RM9200豐富的內(nèi)置外設(shè)，可以方便的擴(kuò)展外圍接口，如表2所示。

3 硬件平臺(tái)用戶接口

系統(tǒng)對(duì)外提供一個(gè)2*32針的標(biāo)準(zhǔn)3U插槽，共64針。3U插槽專門設(shè)計(jì)用于便攜式應(yīng)用，特別適合作為一體化的移動(dòng)控制器用于工業(yè)測(cè)控、產(chǎn)品線、運(yùn)輸系統(tǒng)和交通控制系統(tǒng)的應(yīng)用。