基于LP2132芯片的備自投測控單元的硬件設(shè)計

3 系統(tǒng)中的RS485總線
3．1 RS485總線一般概念
文中智能終端與上位機通訊所涉及的RS485串行通信接口技術(shù)，是由RS232，RS422技術(shù)逐步發(fā)展而來的。RS-485標準的最大傳輸距離約l 219 m，最大傳輸速率10 MB?s-1。RS-485具有在20 kB?s-1速率下能獲得使用規(guī)定中最長電纜長度的能力。傳輸網(wǎng)絡(luò)采用平衡雙絞線作為傳輸媒體，絞線的長度與傳輸速率成反比，只有在很短的距離下才能獲得高速率傳輸，100 m長雙絞線最大傳輸速率僅為1 MB?s-1。
3．2本系統(tǒng)中的RS485總線
本智能終端設(shè)計中使用的SN65HVDl2芯片，可以被直接嵌入到RS-485應(yīng)用電路中。微處理器的標準串行口通過RXD連接SN65HVDl2芯片的R引腳，TXD連接SP485R芯片的D引腳，具體結(jié)構(gòu)，如圖3所示。

4 系統(tǒng)的硬件安排
4．1 ARM主控設(shè)計
ARM主控模塊其結(jié)構(gòu)主要包括微處理器LPC2132、電源接口電路、晶振電路、數(shù)據(jù)儲存單元、UART串行接口電路和SPI串行接口等。
(1)電源接口電路。電源部分是整個系統(tǒng)的基礎(chǔ)，它為處理器和各個部分提供工作電壓。電源設(shè)計必須考慮以下因素：輸出電壓、電流和功率、輸入電壓、電流、安全因素、輸出紋波、電磁兼容和電磁干擾以及體積、功耗和成本的限制。本設(shè)計中，需要使用12 V，5 V和3．3 V的直流穩(wěn)壓電源。其中LPC2132微處理器及部分外圍電路需要3．3 V或5 V的直流電源，而部分A／D轉(zhuǎn)換器則需要5 V的交流電源。電源接口電路分別，如圖4所示。

圖4電源接口電路
(2)晶振電路。其向LPC2132芯片及其他接口電路提供工作時鐘。其產(chǎn)生工作頻率為22．118 4 MHz的系統(tǒng)時鐘，系統(tǒng)采用電容三端式晶振接入電路，如圖5所示。

(3)數(shù)據(jù)儲存單元。FRAM利用鐵電效應(yīng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲，F(xiàn)RAM存儲器不會受磁場的影響，F(xiàn)RAM保持數(shù)據(jù)不需要電壓和與DRAM一樣的周期性刷新。同普通ROM存儲器一樣使用，具有非易失性存儲特性。系統(tǒng)中采用FM3lXX系列鐵電存儲器中具有較大容量的FM3104存儲數(shù)據(jù)，若需保存更長時間，只需要增加鐵電存儲器即可，具體如圖6所示。

(4)顯示電路。本設(shè)計采用LCMl2864P中文液晶顯示模塊，該顯示模塊與單片機等微控器可實現(xiàn)漢字、ASCII碼、點陣圖形的同屏顯示，可廣泛應(yīng)用于各種儀器儀表、家用電器和信息產(chǎn)品。主控模塊與液晶顯示屏的接口電路，如圖7所示。

(5)UART串行接口電路。UART(通用異步收發(fā)器)是用硬件來實現(xiàn)異步串行通信的通信接口電路，其允許在串行鏈路上進行全雙工的通信，輸入＼輸出電平為TTL電平。LPC2132具有2個符合550工業(yè)標準的異步串行口(UARt)UART0和UARTl。本系統(tǒng)中，UART電平與RS485電平的轉(zhuǎn)換選用SN65HVDl2，如前所述；