成像測井顯示系統(tǒng)設計方案分析

石油行業(yè)中的測井技術是一種井下油氣勘探方法，用于發(fā)現(xiàn)油氣藏，評估油氣儲量及其產量。從1927年發(fā)展至今已經出現(xiàn)第五代測井系統(tǒng)，即成像測井系統(tǒng)。成像測井系統(tǒng)通過成像井下儀傳感器陣列掃描或旋轉掃描測量，沿井眼縱向、周向或徑向采集地層信息，經測井電纜傳輸?shù)骄铣上駵y井地面系統(tǒng)，使用圖象處理技術得到井壁的二維圖象或井眼周圍某一探測深度以內的三維圖象。這比以往測井系統(tǒng)的曲線表示方法更精確、更直觀、更方便。
　　第四代數(shù)控測井地面系統(tǒng)以LED指示燈、數(shù)碼管等作為顯示器件，存在顯示信息量小，擴展不靈活，電路復雜等諸多缺點。本設計以控制能力突出，外設接口豐富，運算速度快的ARM芯片LPC1788作為控制、數(shù)據(jù)處理核心，使用了位于AHB總線上能進行快速訪問的多個GPIO口以擴展定制的寬溫液晶屏，對各種信息的顯示明確、清晰、實時、穩(wěn)定可靠，并能在惡劣的環(huán)境中正常工作。
　　1 NXP LPC1788 ARM處理器簡介
　　LPC1788是恩智浦公司新推出的一款基于ARM Cortex-M3的微控制器，用于處理要求高集成度和低功耗的嵌入式應用。本系統(tǒng)選用此芯片作為主控芯片是由于它具備以下突出特點：
　　1）LPC1788是下一代內核Cortex—M3架構，在相同的時鐘速率下能提供比ARM7更高的性能，頻率可以高達120 MHz.
　　2）多達165個可配置上拉/下拉電阻、開漏模式的通用I/O管腳，控制能力強大。
　　3）一個以太網(wǎng)MAC帶MII/RMII，便于數(shù)據(jù)的傳輸。5個UART，帶小數(shù)波特率發(fā)生功能，支持RS-485/EIA-485.
　　4）12位模數(shù)轉換器（ADC），可在8只管腳之間實現(xiàn)多路輸入，轉換速率高達400 kHz，并具有多個結果寄存器。12位ADC可以與GPDMA控制器一起使用。
　　5）LPC1788的管腳引出線可與LPC24xx和LPC23xx保持管腳功能兼容，方便系統(tǒng)的升級。
　　2 ARM顯示系統(tǒng)組成
　　圖1是ARM顯示系統(tǒng)工作原理示意圖。ARM LPC1788是整個系統(tǒng)的核心，它主要有以下幾個方面的功能：一方面負責收發(fā)網(wǎng)絡和串口上的數(shù)據(jù)，另一方面用內置AD采集直流交流供電回路上的電壓電流信號，并控制液晶屏顯示相關信息。
　　
　　圖2是實際電路圖截選。
　　ARM LPC1788、晶振電路、供電電源、復位電路、驅動電路和其他外圍電路封裝成一個小模塊LPC1788 MODULE，通用化，以方便系統(tǒng)共用。程序調試和下載使用JTAG口。D2為MC1413，負責控制繼電器的通斷。XS10：RJ45接網(wǎng)線，和上位機進行數(shù)據(jù)交換。XS8為液晶屏接口，分別把數(shù)據(jù)線D0-D7，地址線A0-A1，控制線CS0、WR、RD接到液晶屏相應端口上去。ARM模塊管腳70-73是LPC1788內部AD收入，采集模擬信號。串口為49、50兩管腳，與單片機C8051F040轉發(fā)數(shù)據(jù)。