基于A(yíng)RM處理器和Linux操作系統的電磁流量計設計方案

　　2 硬件系統設計

　　基于低頻三值矩形波勵磁的電磁流量計的硬件結構圖如圖2 所示。其中，CPU 核心模塊是系統軟件的運行基礎，FLASH 存儲器用于存儲可執行程序的二進(jìn)制映像文件，供系統啟動(dòng)時(shí)加載到SDRAM 內存空間運行; 由于硬件系統的復雜性，調試模塊加強了硬件系統的調試功能; 流量傳感器由一對勵磁線(xiàn)圈和一對對稱(chēng)分布的檢測電極構成。

　　圖2 系統硬件結構圖

　　ARM9 處理器通過(guò)與其相連的D/ A 芯片產(chǎn)生低頻三值矩形波，勵磁線(xiàn)圈接受該低頻三值矩形波經(jīng)功率放大后的勵磁信號而產(chǎn)生感應磁場(chǎng)，在電極上產(chǎn)生因流體切割磁力線(xiàn)而產(chǎn)生的感應電動(dòng)勢( 即測量信號) ，并將之送入信號輸入模塊進(jìn)行處理，信號輸入模塊對流量傳感器輸入的信號進(jìn)行放大、濾波及A/ D 采樣后輸入ARM9 處理器。系統由TFT 液晶顯示屏提供人性化的菜單顯示操作界面，結合鍵盤(pán)進(jìn)行人機交互; 同時(shí)具有以太網(wǎng)、USB 和RS 232 通信接口可輸出瞬時(shí)流量、累積流量和系統參數。

　　3 軟件系統設計

　　一個(gè)嵌入式Linux 系統從軟件的角度來(lái)看，通?？梢苑譃樗膫€(gè)層次，如圖3 所示。

　　圖3 系統軟件總體結構

　　引導加載程序：包括固化在固件中的Boo t 代碼( 可選) ，和Boo t Loader 兩大部分。

　　Linux 內核：特定于嵌入式硬件平臺的定制內核以及內核的啟動(dòng)參數。

　　文件系統：包括根文件系統和建立于FLASH 內存設備之上文件系統，通常采用ramdisk 作為根文件系統。

　　用戶(hù)應用程序：特定于用戶(hù)的應用程序。有時(shí)在用戶(hù)應用程序和內核層之間可能還會(huì )包括一個(gè)嵌入式圖形用戶(hù)界面。

　　其中，引導加載程序是嵌入式系統軟件開(kāi)發(fā)的第一個(gè)環(huán)節，它是操作系統和硬件的樞紐，為操作系統內核的啟動(dòng)提供了必要的條件和參數; 引導加載程序的工作是初始化內存以及必要的硬件設備，調用內核加載器。從FLASH 中加載操作系統映像到SDRAM 中，并把控制權交給Linux ; 由Linux 對硬件系統做進(jìn)一步的初始化并控制應用程序。