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0引言

近年來嵌入式技術(shù)得到了迅猛發(fā)展，嵌入式微處理器具有體積小、低功耗、軟硬件可裁剪、成本低等優(yōu)點(diǎn)，嵌入式軟件系統(tǒng)主要是針對(duì)操作系統(tǒng)而言，不同場合和應(yīng)用領(lǐng)域可以選擇不同的操作系統(tǒng)，常見的有嵌入式Ｌｉｎｕｘ系統(tǒng)、ＷｉｄｏｎｗｓＣＥ、實(shí)時(shí)系統(tǒng)ＶｘＷｏｒｋｓ和μＣ／ＯＳ－ＩＩ等。Ｌｉｎｕｘ系統(tǒng)屬于開源系統(tǒng)，內(nèi)核可以任意裁剪移植，幾乎支持所有的硬件驅(qū)動(dòng)程序和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，有很好的應(yīng)用性。文中基于嵌入式控制技術(shù)，采用ＡＲＭ１１嵌入式控制器，以Ｌｉｎｕｘ為軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)了一種粉體動(dòng)態(tài)定量稱重控制器，實(shí)現(xiàn)油脂加工企業(yè)豆粕等粉體物料參數(shù)設(shè)置、在線動(dòng)態(tài)定量稱重和遠(yuǎn)程稱重過程監(jiān)控管理等功能。

1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用嵌入式微處理器作為現(xiàn)場稱重控制器的控制核心。整個(gè)系統(tǒng)由稱重傳感器、智能儀表和執(zhí)行秤體部件組成。智能儀表包括嵌入式微處理器、觸摸屏、信號(hào)調(diào)理電路、通訊接口等外圍擴(kuò)展模塊；執(zhí)行秤體部件包括氣缸、快中慢放料斗、稱重斗等部件。

2控制器硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)控制器控制核心采用ＡＲＭ１１芯片Ｓ３Ｃ６４１０。Ｓ３Ｃ６４１０處理器采用ＡＲＭｖ６架構(gòu)，是一個(gè)１６／３２位ＲＩＳＣ微處理器，有豐富的內(nèi)部資源，采用６４／３２位內(nèi)部總線架構(gòu)，６４／３２位內(nèi)部總線結(jié)構(gòu)由ＡＸＩ、ＡＨＢ和ＡＰＢ總線組成，存儲(chǔ)器系統(tǒng)具有雙重外部存儲(chǔ)器端口、ＤＲＡＭ和Flash／ＲＯＭ／ＤＲＡＭ端口。Ｓ３Ｃ６４１０包括很多片上功能外設(shè)：Ｃａｍｅｒａ接口，ＴＦＴ２４ｂｉｔ真彩色ＬＣＤ控制器，系統(tǒng)管理單元（電源時(shí)鐘等），４通道的ＵＡＲＴ，３２通道的ＤＭＡ，４通道定時(shí)器，通用Ｉ／Ｏ口，Ｉ２Ｓ總線，Ｉ２Ｃ總線，ＵＳＢＨｏｓｔ，高速ＵＳＢＯＴＧ，ＳＤＨｏｓｔ和高速ＭＭＣ卡接口以及內(nèi)部ＰＬＬ時(shí)鐘發(fā)生器，處理器方便外部擴(kuò)展。

（１）處理器主模塊：系統(tǒng)電源模塊采用ＬＴＣ３４０６，ＡＲＭＣｏｒｅ的供電電壓為１．１Ｖ，ＤＤＲ為１．８Ｖ．復(fù)位電路采用ＩＭＰ８１１ＴＥＵＳ芯片，它可以提供穩(wěn)定的觸發(fā)信號(hào)，將機(jī)械按鍵轉(zhuǎn)化為復(fù)位信號(hào)，為處理器提供復(fù)位重啟信號(hào)。Ｓ３Ｃ６４１０內(nèi)部有３個(gè)ＰＬＬ，分別是ＡＰＬＬ、ＭＰＬＬ、ＥＰＬＬ．經(jīng)過分頻可以得到各種相應(yīng)的時(shí)鐘源，如Nand時(shí)鐘發(fā)生器、ＭＦＣ時(shí)鐘發(fā)生器，用于ＵＡＲＴ和ＳＰＩ的時(shí)鐘發(fā)生器等。文中采用１２ＭＨｚ晶振。

（２）內(nèi)存與外部存儲(chǔ)電路：Ｓ３Ｃ６４１０內(nèi)部有ＤＲＡＭ控制器，支持多種內(nèi)存?？梢灾С郑樱模遥樱模遥粒?，動(dòng)態(tài)ＳＤＲＳＤＲＡＭＤＤＲＳＤＲＡＭ和動(dòng)態(tài)ＤＤＲＳＤＲＡＭ。文中采用動(dòng)態(tài)ＤＤＲＳＤＲＡＭ，型號(hào)為Ｋ４Ｘ５１１６３ＰＧ－ＦＧＣ６。

（３）外部存儲(chǔ)Nand電路：相對(duì)于NorFlash來說，NandFlash的價(jià)格更便宜，所以一般都從Nand中啟動(dòng)引導(dǎo)系統(tǒng)，然后在內(nèi)存上執(zhí)行主程序代碼。Ｓ３Ｃ６４１０支持Nand引導(dǎo)，硬件實(shí)現(xiàn)了將Nandflash中前８Ｋ的內(nèi)容搬到內(nèi)存中執(zhí)行，然后在跳到內(nèi)存中執(zhí)行。所以寫程序時(shí)，前面８Ｋ的程序要寫成引導(dǎo)程序。文中選用Nandflash為Ｋ9F2G08，大小為256Ｍ，能夠存儲(chǔ)較大的程序與數(shù)據(jù)。

4結(jié)束語

文中設(shè)計(jì)了一種基于ＡＲＭ１１的粉體動(dòng)態(tài)定量稱重控制器。詳細(xì)介紹了該儀器的硬件組成和軟件設(shè)計(jì)。該儀器采用ARML1嵌入式控制器，以Linux為軟件平臺(tái)完成了Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換，觸摸屏等驅(qū)動(dòng)程序及應(yīng)用程序的編寫，研究數(shù)據(jù)濾波和稱重誤差修正算法以提高稱重精度，實(shí)現(xiàn)油脂加工企業(yè)豆粕等粉體物料參數(shù)設(shè)置、在線動(dòng)態(tài)定量稱重和遠(yuǎn)程稱重過程監(jiān)控管理等功能。該儀器具有體積小、精度高、功能可擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)，為粉體物料動(dòng)態(tài)計(jì)量手段提供一種有效途徑。該儀器可根據(jù)不同行業(yè)需求，在軟件上稍作更改即可進(jìn)行功能擴(kuò)充或修改，應(yīng)用于加工過程中需要?jiǎng)討B(tài)定量稱重的許多行業(yè)，應(yīng)用前景廣泛。

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