基于ARM開發(fā)板的車輛檢測系統(tǒng)控制單元設(shè)計

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LPC2114串口通信實現(xiàn)

控制系統(tǒng)通過LPC2114的兩個UART實現(xiàn)和LD4以及中心站的數(shù)據(jù)交換，兩個UART具備觸發(fā)點可調(diào)的16B收發(fā)FIFO。其中，UART1比UART0增加了調(diào)制解調(diào)器接口。UART的基本操作方法和傳統(tǒng)51內(nèi)核單片機相似。

首先，設(shè)置I/O連接到UART;然后設(shè)置串口波特率(如U0DLM、U0DLL);接著設(shè)置串口工作模式(如U0LCR、U0FCR);這時就可以通過寄存器U0THR和U0RBR發(fā)送/接收數(shù)據(jù)了，發(fā)送/接收模塊的狀態(tài)信息可以通過U0LSR寄存器讀取。

系統(tǒng)通過RS-485總線和LD4板卡通信，采用MAX3485作為RS-485總線控制器和LPC2114的UART1通信。MAX3485是3.3V供電的半雙工收發(fā)芯片，將差分RS-485總線信號轉(zhuǎn)換成ARM核能夠接受的串口信號。為了實現(xiàn)和PC機通信，系統(tǒng)采用3.3V工作電壓的MAX3232作為RS-232電平轉(zhuǎn)換芯片。

LPC2114設(shè)計注意事項

LPC2114在開發(fā)的過程中有一些需要特殊注意的問題，總結(jié)如下：

(1)當(dāng)用戶程序?qū)懭隖lash后不能運行時，首先，需要考慮中斷向量表是否正確，中斷向量表累加和必須為0。其次，需要考慮向量表的定位，向量表是否已經(jīng)定位在0x00000000地址。然后，需要考慮MEMMAP寄存器的設(shè)置是否正確，否則中斷無法執(zhí)行。此外，還需要考慮ISP硬件條件是否滿足，LPC2114的P0.14腳在#RESET為低時，該引腳線上的低電平將強制芯片進入ISP狀態(tài)，硬件設(shè)計時必須在該引腳加10KW上拉電阻，否則，該引腳不穩(wěn)定，對設(shè)備啟動將會有影響。

(2)LPC2114共有46個GPIO，這些I/O可以任意配置，但是個別引腳開漏輸出(P0.2、P0.3)，需加上拉電阻。另外，F(xiàn)lash存儲器K9F2808狀態(tài)輸出引腳R/#B開漏輸出，需加10KW的上拉電阻。

(3)LPC2114芯片加密后，只能通過ISP對芯片全局擦除后才能恢復(fù)JTAG調(diào)試以及下載等功能。當(dāng)#RESET為低時，P1.26的低電平使P1.26~P1.31復(fù)位后作為調(diào)試端口，注意在P1.26引腳和地之間需接一個弱偏置電阻。

系統(tǒng)軟件設(shè)計思想及注意事項

車輛檢測系統(tǒng)ARM軟件采用分層設(shè)計思想，整個軟件由驅(qū)動程序和應(yīng)用軟件兩部分構(gòu)成。驅(qū)動程序部分封裝了Flash操作、RS-485操作、實時時鐘(RTC)操作、RS-232操作和I/O等操作。應(yīng)用軟件分成基本函數(shù)庫和主程序。

在32位ARM核應(yīng)用系統(tǒng)中，為了進行系統(tǒng)初始化，往往采用一個匯編文件作為啟動代碼，來實現(xiàn)堆棧、中斷、系統(tǒng)變量、I/O初始化以及地址重映射等操作。開發(fā)平臺ADS的策略是不提供完整的啟動代碼，不足部分需要開發(fā)人員自己編寫。

系統(tǒng)設(shè)計的啟動代碼包含中斷向量表、堆棧初始化以及相應(yīng)的中斷服務(wù)程序與C語言的接口。對LPC2114而言，為了使向量表中所有數(shù)據(jù)32位累加和為0 ，向量表中設(shè)置保留向量值，將中斷向量表中的32個字節(jié)數(shù)累加，其中，保留向量值不用累加，然后取累加值的補碼，這個補碼的低32位就是保留向量的值。該保留向量值將被BOOT裝載程序用作有效的用戶程序關(guān)鍵字。當(dāng)向量表中所有數(shù)據(jù)累加和為0時，且ISP外部硬件條件不滿足時，BOOT裝載程序?qū)?zhí)行用戶程序。

結(jié)語

本文基于PHILIPS公司最新的ARM7內(nèi)核微處理器LPC2114實現(xiàn)了高速公路車輛檢測系統(tǒng)的控制單元部分的設(shè)計。LPC2114使用簡單、開發(fā)容易、具有較高的性價比，非常適用于嵌入式系統(tǒng)中。目前本系統(tǒng)已經(jīng)推向市場，并取得了較好經(jīng)濟效益。