摘要：操控终端是测控设备中不行短少的首要组成部分，现在使用的许多测控体系都具有规划大、操控点涣散、大多操控点核算密度较低、受控体及接口品种繁多等特色。文章规划了ARM9S3C2440处理器下的RS485、RS232、CAN、IO输入／输出、IIC等通讯操控接口，本文要点介绍其规划办法和进程。
关键词：ARM9；S3C2440；体系接口；操控终端；操控器
0 导言
操控终端是测控设备中不行短少的首要组成部分，是测控体系存在的根底，现在使用的许多测控体系都具有规划大、操控点涣散、大多操控点核算密度较低、受控体及接口品种繁多等特色。
近年来嵌入式体系以体积小、功耗低、操控功用较强、能够嵌入操作体系、易于扩展外围接口(包含各种现场总线和百兆网等)等长处，很合适核算密度较低的分布式操控终端的使用。本规划选用ARM9 3C2440来开发测控终端，完结了测控设备中的RS485、RS232、CAN、IO输入／输出、IIC通讯操控接口规划。下面要点介绍其规划办法和进程。
1 体系规划
图1体系整体结构是采纳中心板跟底板的结构。中心板的资源包含S3C2440A的根据ARM920T核的处理器，其内部集成了许多外设，能够很容易地对处理器进行扩展，构成各种不同的操控／通讯接口。存储体系方面中心板上扩展了64M的SDRAM，256M的NAND FLASH，以及2M的NOR FLASH，能够满意一般的工业操控需求。别的中心板上还集成着DM9000以太网操控芯片。在底板上使用S3C2440处理器上的功用模块，再加上外围电路，构成各种接口的扩展，其间包含有半双工的RS485、RS232、CAN通讯模块、IO数字量口输入、IO口数字量输出。
2 模块硬件装备
2．1 RS-485总线接口的规划
S3C2440片内集成的三路UART接口，UART接口经过电平转化芯片能够很便利地转化为485接口。UARTO作为嵌入式LINUX的操控台(conso le)接口，UART1用作RS485扩展，UART2作为RS232扩展。咱们用到的是UART1。因为ARM处理器的引脚电平缓EIA规则的电气规范不一样，所以必需求外接电平转化芯片，使用片内UART外接不同的转化芯片能够轻松地完结RS485或许RS232串行协议规范。RS485选用差分信号负逻辑，为了到达RS485总线的电气特性规范，规划中用到的是Analog Devices公司的半双工RS-485阻隔收发器。
ADM2483是带阻隔的增强型RS485收发器，它包含一个三通道阻隔器，一个带三态输出的差分驱动器和一个带三态输入的差分接纳器，答应多达256个收发器接入总线，最高传输速率为500kb／s，逻辑端兼容3V／5V作业电源。总线端5V供电。
图2为体系中使用S3C2440中的ART1完结半双工的RS-485总线的原理图，其间的引脚RE’与DE分别为接纳使能和发送使能端，现在将其并联起来接到S3C2440的nCTS0引脚，由该引脚的电平操控芯片数据的方向。要发送数据时要叫其置1，接纳数据时要将其清0。
2．2 CAN总线接口的规划Microchip
公司推出的MCP2515是一款独立操控器局域网络协议操控器，彻底支撑CAN V2．0B技能规范。该器材能发送和接纳规范和扩展数据帧以及长途帧。MCP2515自带的两个检验屏蔽寄存器和六个检验滤波寄存器能够过滤掉不想要的报文，因而减少了主单片机的开支。MCP2515与MCU的衔接是经过业界规范串行外设接口(SPI)来完结的。在S3C2440处理器上片内集成了两个SPI操控器，能够经过SPI总线与MCP2515的操控线衔接，进而对MCP2515进行操控和装备等各项操作。此外要组成CAN网络，仍需求一个与详细物理线路衔接的CAN收发器，本规划中选用了Microc hip公司的MCP2551。MCP2551是一个可容错的高速CAN器材，可作为CAN协议操控器与物理线路之间的接口，为CAN操控器起差分收发才能，能够把CAN操控器生成的数字信号转化成为合适总线上传输的信号。
2．3 RS232接口的规划
RS232适于本地的设备之间的通讯。使用S3C2440片内的UART能够轻松地完结串行数据的传输，MAX232选用单电压5V供电，能够轻松地完结电平转化，特别是在没有12V电源的情况下。该芯片选用DIP封装，集成了2个电压转化器，连线简略而便利使用。
2．4 数字量输入／输出接口的规划
数字量的输入输出能够直接操控ARM的引脚为GPIO功用而完结，输入和输出具有相同的原理。一般操控体系需求作业在恶劣的环境中，电压值会发生骤变，并且一般都高于ARM处理器可接受的规模，所以有必要采纳必定阻隔办法，需求外接阻隔芯片。阻隔芯片在电路中起到三方面的作用：1)阻隔了损坏电压，避免处理器遭到损坏性损坏；2)完结逻辑电平的转化，将工业操控中的信号逻辑电平转化为嵌入式处理器所答应的逻辑电平；3)阻隔噪声，按捺共模信号。在本规划中选用的是ADI公司的ADuM1200数字阻隔器。这款数字阻隔器选用的是iCoupler磁阻隔技能，不管在功用、工号体积等各方面都有传统的光电阻隔器无法比拟的优势，具有比光电耦合器更高的数据传输速率，时序精度和瞬态共模按捺才能。在一个芯片上集成了两个独立的阻隔通道，两头作业电压为2．7V～5．5V，每个阻隔通道具有很低的脉宽失真，并且还具有直流校对功用。归纳上述各优势，是本规划中采纳该阻隔芯片的原因。
3 结束语
本规划成功使用在中微子实验室的环境丈量体系中，完结了工业现场的嵌入操作体系、网络互联功用、微型化、高牢靠性规划，运转安稳牢靠、作用杰出。但存在远距离通讯时速度不高的缺点，详细解决办法有待进一步研讨。
