嵌入式温度控制系统的硬件设计.docx
嵌入式温度控制系统的硬件设计牟爱霞导语：介绍了基于ARM的嵌入式温度控制系统主机硬件构造与基于AVR的嵌入式温度控制系统从机硬件构造，选用8M的FLASH和32M的SDRAM作为系统存储器，扩展以太网接口、串行接口等外围通信设备和输入输出接口。从机采用Atmega128系列单片机，完成温度的收集及向主机发送数据信息。AT91RM9200与Atmega128通过串行口进展通讯。该嵌入式温度控制系统,具有系统扩展性强、可靠性高、响应速度快、体积小等特点。摘要：介绍了基于ARM的嵌入式温度控制系统主机硬件构造与基于AVR的嵌入式温度控制系统从机硬件构造，选用8M的FLASH和32M的SDRAM作为系统存储器，扩展以太网接口、串行接口等外围通信设备和输入输出接口。从机采用Atmega128系列单片机，完成温度的收集及向主机发送数据信息。AT91RM9200与Atmega128通过串行口进展通讯。该嵌入式温度控制系统,具有系统扩展性强、可靠性高、响应速度快、体积小等特点。关键词：硬件组成，AT91RM9200，存储器，接口电路，Atmega128温度的测量和控制在嵌入式工业消费中有广泛的应用。目前控制方案主要是采用传统的PLC和单片机进展控制,知足了用户大多数场合的需要。PLC主要是针对单项工程或重复数极少的工程,灵敏性相对缺乏,并且体积大,本钱相对较高,；而单片机主要用于小型设备的控制,尤其是专业电子设备的控制,具有本钱低,功耗低,效率高的特点,但是也存在程序一次性拷入后无法修改,对外围设备的控制较低,抗干扰才能差等缺点。本文采用嵌入式技术为用户提供了一种新型的控制方案。一、主机的硬件组成基于ARM的嵌入式温度控制系统主机硬件设计，系统主机硬件构造主要由以下几局部组成：1、电源电路：输入5V，经过DC-DC变换转换为1.8V和3.3V，给系统内各器件提供工作电压。2、晶振电路：18.432MHz有源晶振经过倍频分别为ARM940T核/系统提供180MHz的时钟频率。3、微处理器：即AT91RM9200，是系统的工作和控制中心。4、存储器：可存放引导程序，嵌入式操作系统，用户应用程序或者其它在系统掉电后需要保存的数据。5、网络端口：10J100Mbps速率的RJ45接口，为系统提供以太网接入的物理通道。6、串行接口：用于AT91RM9200系统短间隔双向串行通讯。二、主机的硬件设计1、电源电路AT91RM9200需要1.8V和3.3V电源，另外，大局部外围器件需要3.3V电源，小局部外围器件还需要5V电源。此处选用了Sipex公司消费的SPX1117M3-3.3型低压差(LDO)稳压器和SPX1117M3-1.8型低压差(LDO)稳压器进展DC-DC变换后为各个器件提供工作电压。2、晶振电路晶振电路用于向AT91RM9200微处理器提供时钟，如图1所示。本系统包括两个晶振，无源晶体振荡器X1(18.432MHz)和X2(32.768kHz)作为系统的主振荡器和慢时钟振荡器，其中32.768kHz晶振为系统提供慢时钟，18MHz晶振通过倍频后为系统提供180MHz的主机时钟。图1晶振电路Fig1Circuitofcrystaloscillator3、AT91RM9200处理器是Atmel公司基于ARM920T核的高性能、低功耗1632位RISC微处理器，其最高主频为180MHz，其双向、32位外部数据总线支持8位、16位、32位数据宽度，26位地址总线可以对最大64MB空间寻址。是系统的工作和控制中心。4、存储器存储器模块包括Flash存储器和SDRAM存储器两个局部。FLASH存储器用于存放引导程序、嵌入式操作系统、用户应用程序及重要的数据等，即使掉电程序和数据都不会丧失。设计中采用Intel公司消费的28F640J3A，其存储容量为64Mbit(8MB)，工作电压为2.7V3.6V，采用48引脚TSOP封装，16位数据宽度。SDRAM存储器是是系统代码的运行场所，存放系统运行时的程序和数据，但掉电后该局部程序和数据会丧失3。设计中使用2片数据宽度为16位的SDRAM并行运行作为一个32位数据宽度的SDRAM模块,如图2所示。使用的SDRAM电路为Hynix公司的HY57V651620BTC，其工作电压为3.3V，单片存储容量为4组16Mbit，54引脚TSOP封装，兼容LVTTL电平接口，支持自动刷新和自刷新。图2SDRAM存储器系统框图Fig2FramechartofSDRAMsystem5、接口电路1网络端口：采用DAVICOM公司的DM9161作为以太网的物理层接口。通过这个接口可以控制和配置很多物理层设备，得到状态和错误信息，并且确定PHY设备的工作方式和功能。2串行接口：用于AT91RM9200系统短间隔双向串行通讯。使用的电平转换电路为Sipex公司双产的SP3232E。本系统包含1个UART接口，它是两线调试串口，用来连接到超级终端观察AT91RM9200的启动，完成与PC的通讯调试。其原理图如图3所示图3串行接口电路Fig3Serialinterfacecircuit
