基于A(yíng)RM的電磁流量計設計

電磁流量計的應用軟件設計是根據系統需求，以嵌入式Linux內核為基礎，通過(guò)Linux內核的系統調用接口函數并按照模塊化結構實(shí)現的。該系統的最大特色在于提供了人性化的彩色液晶顯示操作界面和以太網(wǎng)功能，因此在應用軟件中是基于MiniGU1進(jìn)行設計的，同時(shí)基于Modbus協(xié)議實(shí)現以太網(wǎng)功能。
電磁流量計的應用軟件整體構架需要考慮多任務(wù)和實(shí)時(shí)性?xún)蓚€(gè)方面問(wèn)題。首先是A／D采樣和勵磁信號輸出必須要保證實(shí)時(shí)性和同步性，這一點(diǎn)可通過(guò)AT91RM9200的兩個(gè)定時(shí)器來(lái)保證，其中一個(gè)定時(shí)器用于控制D／A輸出三值矩形方波，另一個(gè)定時(shí)器用于控制A／D采樣；考慮到硬件電路的干擾，在應用中首先啟動(dòng)D／A定時(shí)器，然后延遲1／8勵磁周期再啟動(dòng)A／D定時(shí)器。對于嵌入式Linux下應用軟件的多任務(wù)，可以采用多進(jìn)程或多線(xiàn)程的方式來(lái)實(shí)現。應用軟件的主程序流程圖如圖4所示。

4 系統測試
由于采用了嵌入式系統的新技術(shù)，特別是引入了32位高性能ARM處理器和嵌入式Linux操作系統，系統除了具備電磁流量計的基本功能外，還具有更強大的功能如流量數據文件存儲、TFT彩屏顯示以及以太網(wǎng)通訊等傳統儀表無(wú)法完成的功能。它可以顯示實(shí)時(shí)流量曲線(xiàn)和年、月、日、時(shí)、分、秒的實(shí)時(shí)時(shí)間；采用FLASH存儲器，測量和運行數據存儲保護安全可靠；使用Modbus通訊協(xié)議和TCP／IP協(xié)議，提高系統的網(wǎng)絡(luò )化程度。
分別對系統的圖形用戶(hù)顯示操作界面、大容量的數據存儲以及基于Modbus／TCP協(xié)議網(wǎng)絡(luò )數據傳輸等部分進(jìn)行功能測試。對嵌入式電磁流量計進(jìn)行了系統測試和實(shí)驗。結果表明嵌入式電磁流量計不僅具有傳統電磁流量計的功能，而且具有流量曲線(xiàn)顯示的TFT彩屏顯示操作界面、流量數據文件斷電存儲和管理以及基于Internet的遠程數據采集和遠程控制功能。

5 結語(yǔ)
儀器儀表的發(fā)展建立在新型檢測系統軟硬件平臺性能提高基礎之上。在傳統檢領(lǐng)域應用很廣的8位單片機系統由于其性能和資源的局限性，只能完成儀器儀表的基本功能。隨著(zhù)微電子技術(shù)的發(fā)展及集成電路制造工藝的大幅提高，以高性能、低功耗、低成本等諸多優(yōu)點(diǎn)的32位ARM處理器的出現及其在儀器儀表中的應用，使得儀器儀表更具智能化、人性化和網(wǎng)絡(luò )化。
流量檢測儀表的顯示方式、通訊方式和數據存儲是儀表的重要組成部分。傳統電磁流量計在顯示方式上一般采用LED或段式LCD，只能顯示數字、字母、漢字和一些粗糙的圖案；在數據存儲方面，信息存儲一般以二進(jìn)制方式存儲，不具有通用性且存儲容量??；在通訊方式上，一般采用RS 232或RS 485，其開(kāi)放性不高。
為了解決了上述不足，本文采用32位的ARM處理器和嵌入式Linux操作系統研制出了具有信息化、圖形化和網(wǎng)絡(luò )化的電磁流量計。它采用TFT彩色液晶屏顯示方式，不僅可以顯示流量數據還可以顯示流量曲線(xiàn)，提高了顯示的質(zhì)量和內容；通過(guò)JFFS2文件系統采用文件的方式進(jìn)行數據存儲，且存儲容量可達1 MB。同時(shí)可以使用U盤(pán)導出數據文件，增強了用戶(hù)的信息存儲和管理功能；采用以TCP／IP協(xié)議為基礎的工業(yè)以
太網(wǎng)通訊方式，使得電磁流量計成為Internet網(wǎng)絡(luò )中的獨立節點(diǎn)，可實(shí)現基于Internet的遠程數據采集和遠程控制。