基于A(yíng)RM的車(chē)輛檢測系統控制單元設計

                                圖1 車(chē)輛檢測系統原理框圖

                                圖2 控制板系統原理框圖

                                 圖3 LPC2114和電子硬盤(pán)連線(xiàn)示意圖圖

                                圖4  主程序流程圖

總體方案設計
    
 本文設計的控制板系統原理框圖如圖2所示，以L(fǎng)PC2114為核心控制單元，該芯片是一種支持實(shí)時(shí)仿真和跟蹤的16/32位基于A(yíng)RM7TDMI-S 內核的CPU。內部集成了4路10 位A/D轉換器，兩個(gè)32位定時(shí)器、一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘和看門(mén)狗，多個(gè)串行接口，包括兩個(gè)工業(yè)標準的UART、高速和兩個(gè)SPI總線(xiàn)接口，外部多達46個(gè)與TTL電平兼容的通用I/O口，非常適用于作為主控單元。CPLD EPM7128作為微處理器的擴展輸入/輸出，通過(guò)光電耦合和LD4標準定義總線(xiàn)相連，該標準定義的總線(xiàn)基于RS-485總線(xiàn)通信協(xié)議。LD4和控制板通過(guò)標準總線(xiàn)進(jìn)行數據交換，控制板每隔10秒掃描并發(fā)送一次請求數據的命令，相應LD4通道返回請求數據或者無(wú)效信息，ARM處理器對獲得的各通道數據進(jìn)行相應的統計運算處理。每隔用戶(hù)設定的間隔時(shí)間就將統計數據存儲于靜態(tài)RAM，供中心站定時(shí)獲取，同時(shí)，以分鐘為單位將統計的數據備份至Flash電子硬盤(pán)中。中心站可以通過(guò)請求備份數據命令獲取相應時(shí)間段的數據，并存入數據庫。中心站和控制板采用RS-232串口方式通信，利用調制解調器實(shí)現遠程數據傳輸。為了解決大容量存儲問(wèn)題，系統使用了三星公司提供的K9F2808來(lái)作為電子硬盤(pán)，16MB的容量能夠存儲11天備份數據，并且該電子硬盤(pán)能夠靈活升級。

LPC2114與電子硬盤(pán)的接口實(shí)現
     
為了防止傳輸及中心站故障等問(wèn)題而導致數據丟失，系統要求對一段時(shí)間內的數據進(jìn)行備份，因此在系統設計的過(guò)程中需要考慮大容量存儲問(wèn)題。

設定本系統每分鐘需要備份一次統計數據，根據環(huán)形檢測器LD4的數據格式，一次數據量為1026B，若采用靜態(tài)RAM作為存儲單元，需要多片大容量RAM級聯(lián)使用，價(jià)格昂貴，且存儲容量擴展困難。若使用動(dòng)態(tài)RAM作為存儲單元，缺點(diǎn)在于控制困難，需要動(dòng)態(tài)RAM控制器輔助操作。Flash作為存儲器使用簡(jiǎn)單，容量大，盡管使用壽命有限，考慮到系統每1分鐘存儲1026B，就16MB容量而言，11天左右寫(xiě)滿(mǎn)一次，那么一個(gè)月擦寫(xiě)約3次，以此計算，一年擦寫(xiě)約36次，而Flash壽命一般為擦寫(xiě)10萬(wàn)余次，所以本系統完全可以采用Flash作為電子硬盤(pán)用在車(chē)輛檢測系統中。另外，Flash還具有掉電非易失特性，更適合應用于本系統。

為了便于存儲容量的升級擴展，本系統選用K9F2808作為存儲器。K9F2808為48腳表面封裝器件，芯片內部有(16M+512K)