ARM7TDMI的配電綜合測控儀的設(shè)計

　　為了能對大量負荷進行在線監(jiān)控。很多公司較早地研制了基于單片機技術(shù)，能對配電變壓器或配電線路負荷運行參數(shù)、電容器投切、電量采集等進行綜合監(jiān)控的配電綜合測控儀。本文以PHILIPS公司的arm7芯片 LPC2220FBD144為核心，研制出了新一代的配電綜合測控儀。

　　1硬件電路設(shè)計

　　1.1硬件電路總體結(jié)構(gòu)

　　本裝置的硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，它主要由數(shù)據(jù)采集、運算處理、數(shù)據(jù)存儲、鍵盤顯示、通信接口等單元組成。其中運算處理單元是核心部分，用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)信號處理、快速傅立葉變換(FFT)等功能?？紤]配電綜合測控儀要求的運算速度、精度、硬件資源等需要，本設(shè)計選擇了PHILIPS公司的LPC2220FBD144型arm7芯片。

　　該LPC2220FBD144芯片是LPC2200系列中性價比較好的一款arm7芯片，采用LQFP封裝，四條邊上各有36個引腳。該芯片具有改進的馮諾依曼結(jié)構(gòu)(指令和數(shù)據(jù)共用一條32位總線)，采用三級流水線，可以同時進行幾個操作，并能使外處理和存儲器系統(tǒng)連續(xù)操作。該芯片內(nèi)嵌高達256KB的高速閃爍存儲器、64 KB靜態(tài)RAM、32位的算術(shù)邏輯單元、32位累加器、64位的乘法器以及精簡指令集，其指令最短周期可以達到17 ns。這些特點使它的操作非常靈活，處理能力強并且速度快。由于其應用程序可以固化在CPU內(nèi)部，因而不但可以降低成本、減少體積，系統(tǒng)升級也比較方便，而且它的功耗低、資源配置靈活，非常適用于生產(chǎn)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集和處理。

　　1.2數(shù)據(jù)采集電路

　　本系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集電路由PT與CT、信號整理和A/D轉(zhuǎn)換三部分組成，實時電流和電壓經(jīng)過PT、CT以及信號整理電路后，可變成0～3.3 V的模擬信號，然后經(jīng)模擬轉(zhuǎn)換電路完成數(shù)字化處理。數(shù)據(jù)采集部分的硬件電路如圖2所示(6路采集電路中的一路Ua)。

　　根據(jù)測量諧波等參數(shù)和數(shù)字抗頻率混疊的要求，本裝置對信號波形按每個周期128點進行采樣，采樣周期為156μs。arm7內(nèi)部的A/D是8路輸入的10位逐次逼模一數(shù)轉(zhuǎn)換器，由于它可以對電流和電壓進行同步采樣，而且精度比較高，所以本設(shè)計沒有再使用其它外圍A/D芯片。

　　1.3存儲器和時鐘電路

　　存儲器主要由三星公司的NAND FLASH存儲器芯片組成.NAND FLASH是容量為16 MB的非易失閃爍存儲器芯片，可用于存放采集來的數(shù)據(jù)和已備上傳的歷史數(shù)據(jù)。

　　時鐘采用PHILIPS公司的PCF8563芯片。該芯片具有低功耗CMOS實時時鐘/日歷，而且外圍接口簡單，精度和可靠性高，工作穩(wěn)定。芯片最大總線速度為400 kbits/s，每次讀寫數(shù)據(jù)后，其內(nèi)嵌的字地址寄存器會自動產(chǎn)生增量。PCF8563有16個8位寄存器，并有可自動增量的地址寄存器、內(nèi)置32.768 kHz的振蕩器(帶有一個內(nèi)部集成電容)、分頻器(用于給實時時鐘RTC提供源時鐘)、可編程時鐘輸出、定時器、報警器、掉電檢測器和400 kHz的I2C總線接口等;同時具有計秒、分、時、星期、日、月、年以及閏年補償功能，可用二進制數(shù)碼和BCD碼表示時間、日歷和定鬧。安上鋰電池以后，斷電情況下可以十年不丟失數(shù)據(jù)，功能上完全可以滿足本裝置的需要。

　　1.4通訊電路

　　本產(chǎn)品采用了兩路通訊電路，一路為RS-485總線接口，另一路為RS-232總線接口。RS-485總線接口的總線收發(fā)器使用SP3485。SP3485是一個3.3 V的低功耗半雙工收發(fā)器，它完全滿足RS-485串行協(xié)議的要求，符合RS-485的電氣規(guī)范，數(shù)據(jù)傳輸速率可達10 Mbps(帶負載)。由于RS-485總線所占用的IO口線與UART0的口線是復用的，所以，在進行RS485總線通信時，必須停止UART0接口的通信。RS485通信的方向由P2.16控制，當P2.16為低時，核心板接收總線數(shù)據(jù);當P2.16為高時，核心板向總線發(fā)送數(shù)據(jù)，其電路圖如圖3所示。

　　RS-232總線接口的總線收發(fā)器使用SP3232E。SP3232E系列芯片是一個2驅(qū)動器/2接收器的低功耗器件，SP3232E有一個高效電荷泵，工作電壓為3.3 V時，只需0.1μF電容就可以進行操作。電荷泵允許SP3232E系列器件在3.3～5.0 V內(nèi)的某個電壓下發(fā)送符合RS-232的信號。由于本產(chǎn)品是3.3 V系統(tǒng)，因此使用SP3232E進行RS232電平轉(zhuǎn)換，其電路圖如圖4所示。

　　1.5其它電路

　　為實現(xiàn)測控儀的功能和采集變壓器油溫等直流量，測控儀硬件電路還應包括鍵盤接口電路、看門狗電路、直流采樣電路等。其中，鍵盤接口電路可直接用鍵盤掃描輸入電路來實現(xiàn)輸入數(shù)據(jù)功能，并通過128×64點陣液晶顯示來顯示各數(shù)據(jù)和圖形;看門狗電路由MAX705構(gòu)成，如果在1秒鐘內(nèi)沒有收到低電平信號，它將發(fā)出一個復位信號給arm7，以使系統(tǒng)復位;直流采樣電路主要實現(xiàn)變壓器溫度等直流量的采集和測量，測控儀采用250 Ω的采樣電阻來將4～20 mA電流信號變?yōu)?～5 V電壓信號來檢測油溫等。

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本文導航

第 1 頁：ARM7TDMI的配電綜合測控儀的設(shè)計
第 2 頁：采樣數(shù)據(jù)的處理

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以 ARM7TDMI處理器為例，詳細介紹 ARM內(nèi)核的三種中斷：常規(guī)中斷、快中斷和軟件中斷；結(jié)合應用，給出優(yōu)化的中斷處理程序的ARM指令代碼，對電子設(shè)計人員有較大的參考價值。

2009-04-09 10:01:19

ARM7TDMI-S在嵌入式系統(tǒng)中的Bootloader代碼

ARM7TDMI-S 是ARM 公司設(shè)計的一款32 位精簡指令集處理器內(nèi)核，LPC210x系列是飛利浦半導體公司生產(chǎn)的基于ARM7TDMI-S 內(nèi)核的芯片。在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計中，針對嵌入式處理器和操作系統(tǒng)的Bootl

2009-04-15 09:43:11

三星S3C 4510BA RM 教學實驗板設(shè)計

設(shè)計了一個以三星公司ARM7TDMI的S3C451013 ARM芯片為核心的教學實驗板，并詳細介紹了教學實驗開發(fā)板的設(shè)計與調(diào)試技術(shù)。

2009-05-09 11:23:14

ARM7TDMI-S 在嵌入式系統(tǒng)中的Bootloader代

2009-05-16 14:21:50

ARM JTAG調(diào)試的基本原理

JTAG調(diào)試原理（推薦）:這篇文章主要介紹ARM JTAG調(diào)試的基本原理?；镜膬?nèi)容包括了TAP (TEST ACCESS PORT) 和BOUNDARY-SCAN ARCHITECTURE的介紹，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合ARM7TDMI詳細介紹了的JTAG調(diào)試原

2009-05-27 10:44:50

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ARM JTAG 調(diào)試原理

這篇文章主要介紹ARM JTAG調(diào)試的基本原理?；镜膬?nèi)容包括了TAP (TEST ACCESS PORT) 和BOUNDARY-SCAN ARCHITECTURE的介紹，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合ARM7TDMI詳細介紹了的JTAG調(diào)試原理。這篇文章主要是

2009-07-14 23:19:49

基于ARM的uClinux移植與開發(fā)

本文將uClinux 移植到基于ARM7TDMI 芯片S3C4510B 的實驗系統(tǒng)上，實現(xiàn)了PC和uClinux 下位機的通訊，內(nèi)容包括移植環(huán)境的準備，源代碼的編譯以及遇到問題的解決。作為應用實例，在此

2009-08-13 10:14:20

基于ARM7TDMI的無線多媒體播放器

系統(tǒng)以LPC2134(核為ARM7TDMI)為核心，采用EasyARM2131 開發(fā)實驗板和ET44M210 實驗板為硬件開發(fā)平臺，移植μC/OS-II 操作系統(tǒng)進行任務(wù)調(diào)度，既可以使用2.4GHz 無線模塊RFW102 進行無線傳輸，也可

2009-09-21 11:08:34

ARM處理器啟動代碼的分析與設(shè)計

摘要：本文以ARM7TDMI作內(nèi)核的網(wǎng)絡(luò)控制器$3C4510B為例，簡要介紹了ARM體系結(jié)構(gòu)及其特點，重點闡述了ARM處理器啟動程序底層的組成結(jié)構(gòu)和各部分的具體內(nèi)容。

2009-11-07 15:45:37

基于ARM7TDMI的SoC中MP3子系統(tǒng)的設(shè)計

以信息系統(tǒng)作為目標直接優(yōu)化軟、硬件的片上系統(tǒng)(SoC)將大大節(jié)省軟件和芯片資源，大大提高系統(tǒng)的集成度和性價比。文中主要介紹基于ARM7TDMI的面向多媒體的SoC中MP3子系統(tǒng)的優(yōu)化

2009-12-01 14:08:13

基于ARM的CAN總線智鹺節(jié)點的i殳計

CAN總線是一種應用廣泛的實時性現(xiàn)場總線，提出了基于具有ARM7TDMI內(nèi)核的32位微控制器的CAN總線智能節(jié)點設(shè)計方案。詳細介紹了ARM控制器(LPC2294)的特點、智能節(jié)點的結(jié)構(gòu)以及系統(tǒng)軟

2009-12-01 14:27:35

基于ARM7TDMI的SoC語音處理系統(tǒng)的設(shè)計

基于ARM7TDMI 的SoC 語音處理系統(tǒng)的設(shè)計摘要基于ARM7TDMI 的SoC 片內(nèi)AC97 模塊和片外CODEC-UCB1400，采用ITU-T 的G.721算法設(shè)計語音處理系統(tǒng);提出一種基于低端RISC 核的語音系統(tǒng)設(shè)計方

2010-02-05 22:21:19

ARM微處理器的指令系統(tǒng)教材 PPT

ARM微處理器的指令系統(tǒng)教材 PPT ARM處理器是基于精簡指令集計算機(RISC)原理設(shè)計的，指令集和相關(guān)譯碼機制較為簡單。ARM7TDMI(-S)具有32位ARM指令集和16位Thumb指令

2010-02-21 09:18:23

ARM Architecture Reference Man

logo, AMBA, Angel, ARMulator, EmbeddedICE, ModelGen, Multi-ICE, PrimeCell, ARM7TDMI,ARM7TDMI-S, ARM9TDMI, ARM9E-S, ETM7, ETM9, TDMI, STRO

2010-03-19 21:08:21

106

ARM7TDMI-S(Rev 4)技術(shù)參考手冊

這一章介紹ARMTDMI-S處理器包含以下小節(jié)關(guān)于ARM7TDMI-S處理器ARM7TDMI-S結(jié)構(gòu)ARM7TDMI-S模塊內(nèi)核和功能框圖ARM7TDMI-S指令集匯總Rev3a和Rev4之間的差異 1.1關(guān)于關(guān)于關(guān)于

2010-07-22 22:19:20

基于ARM的多路溫度測控系統(tǒng)設(shè)計

本文基于ARM7TDMI 內(nèi)核的L PC2368 和μC/ OS2II 操作系統(tǒng),設(shè)計了多路溫度測控系統(tǒng),給出了系統(tǒng)的硬件電路和軟件設(shè)計方法。該系統(tǒng)由測溫器件、ARM 微處理器L PC2368 、鍵盤和顯示部分組

2010-10-20 16:42:09

107

ARM7TDMI-S在嵌入式系統(tǒng)中的Bootloader代碼

摘要：ARM7TDMI-S是ARM公司設(shè)計的一款32位精簡指令集處理器內(nèi)核，LPC210x系列是飛利浦半導體公司生產(chǎn)的基于ARM7TDMI-S內(nèi)核的芯片。在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計中，針對嵌入式處

2006-03-11 12:38:12

933

華邦推出內(nèi)置32位ARM7TDMI內(nèi)核的通用型單芯片

華邦電子(Winbond)新推出一款內(nèi)建32位ARM7TDMI內(nèi)核的通用型單芯片W90P710；該組件內(nèi)含一個以太網(wǎng)絡(luò)MAC，以及USB 1.1主/從控制器，采用0.18um制程，標準頻率達8

2006-03-13 13:05:03

590

配電綜合測控儀通信模塊的設(shè)計

配電綜合測控儀通信模塊的設(shè)計　　0 引言　　隨著經(jīng)濟的發(fā)展，眾多具有節(jié)能意義的配電房擺脫了人工抄表的方式，并利用配電綜合測控儀等配電網(wǎng)運行

2010-02-01 10:39:50

779

基于ARM7TDMI內(nèi)核SEP3203處理器的語音信號的軟件

　　。本文基于東南大學國家專用集成電路系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心自主研發(fā)的ARM7TDMI內(nèi)核的32位嵌入式SoC——SEP3203處理器，采用G.721標準ADPCM算法，實現(xiàn)了語音信號

2010-08-30 11:03:22

1186

ARM-Cortex體系結(jié)構(gòu)

logo, AMBA, Angel, ARMulator, EmbeddedICE, ModelGen, Multi-ICE, PrimeCell, ARM7TDMI, ARM7TDMI-S, ARM9TDMI, ARM9E-S, ETM7, ETM9, TDMI, STRONG,

2011-04-29 16:00:25

《ARM JTAG 調(diào)試原理》下載

這篇文章主要介紹ARM JTAG調(diào)試的基本原理。基本的內(nèi)容包括了TAP (TEST ACCESS PORT) 和BOUNDARY-SCAN ARCHITECTURE的介紹，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合ARM7TDMI詳細介紹了的JTAG調(diào)試原理。這篇文章主要是總結(jié)了

2011-11-15 17:35:39

ARM7TDMI技術(shù)參考手冊

ARM7TDMI-S 處理器是 ARM 通用 32 位微處理器家族的成員之一 ARM 處理器具有優(yōu)異的性能但功耗卻很低使用門的數(shù)量也很少 ARM 結(jié)構(gòu)是基于精簡指令集計算機(RISC)原理而設(shè)計的指令集和相關(guān)的譯碼機制比復雜指令集計算機要簡單得多。

2016-11-08 17:32:12

基于ARM7核處理器VxWorks系統(tǒng)BSP設(shè)計方案解析

摘要：該文主要介紹了SAMSUNG公司的基于ARM7TDMI核S3C4510B微處理器，并詳細介紹了利用該處理器所設(shè)計的嵌入式系統(tǒng)以及VxWorks操作系統(tǒng)下BSP（Board Supported

2017-11-07 15:29:32

ARM內(nèi)核處理器的的分類 ARM7系列開發(fā)的開發(fā)

Green Hills Tools： Green Hills的ARM軟件工具包能夠支持ARM6、ARM7、ARM7M、ARM7TM、ARM7TDMI、ARM7500FE、ARM8、 ARM9、ARM10以及StrongARM等系列處理器。它由編譯器、交叉工具包、集成開發(fā)環(huán)境和調(diào)試接口等組成。

2018-03-30 13:30:00

3893

ARM7還是ARM9比較適合嵌入式開發(fā)

ARM7系列包括ARM7TDMI、ARM7TDMI-S、帶有高速緩存處理器宏單元的ARM720T。

2019-09-18 10:00:05

1652

ARM7與ARM9到底有說明區(qū)別及如何進行優(yōu)化

ARM7TDMI提供了非常好的性能－功耗比。它包含了THUMB指令集快速乘法指令和ICE調(diào)試技術(shù)的內(nèi)核。ARM9的時鐘頻率比ARM7更高，采用哈佛結(jié)構(gòu)區(qū)分了數(shù)據(jù)總線和指令總線。

2019-09-29 17:48:40

ARM CPU的簡單分類詳細說明

－ ARM7 系列 ARMv4T intruction set (but ARM7EJ use ARMv5TE)Core:ARM7TDMI 、 ARM7TDMI-S 、ARM720T 、 ARM7EJNo MMU三級流水線

2019-11-21 14:58:16

ARM協(xié)處理器接口

ARM7TDMI處理器指令集使您可以通過協(xié)處理器來實現(xiàn)特殊的附加指令。

2020-07-20 14:43:14

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ARM處理器的異常模式

關(guān)于“進入異常”：在異常發(fā)生后，ARM7TDMI內(nèi)核會作以下工作：

2020-07-21 09:10:32

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ARM7TDMI 調(diào)試架構(gòu)分析

設(shè)計中，微處理器內(nèi)核不能直接從芯片外圍訪問，這增加了調(diào)試系統(tǒng)的問題。本應用筆記描述了 ARM7TDMI 調(diào)試架構(gòu)如何克服這個問題以及使用這種方法的優(yōu)勢。 ARM 調(diào)試架構(gòu)——概述 ARM 調(diào)試架構(gòu)使用協(xié)議轉(zhuǎn)換器盒來允許調(diào)試器通過 JTAG（聯(lián)

2021-06-18 16:42:49

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