ARM嵌入式系統硬件設計及應用實例詳解

　　隨著計算機技術、微電子技術和網絡技術的迅速發展，嵌入式系統在工農業等諸多領域得到了廣泛的應用。本文主要詳細介紹ARM 嵌入式系統硬件設計及ARM嵌入式系統的應用實例，具體的跟隨小編一起來了解一下。

　　ARM嵌入式系統硬件設計

　　圖1是系統硬件結構圖“系統采用外部3.6864MHz的晶振產生內核所需要的18.432MHz、36.864MHz、49.152MHz或73.728MHz的時鐘。

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　　以下主要針對此硬件開發平臺，進行結構、儲存器擴展、主要接口、顯示及其外設方面設計的介紹。

　　1、電源部分設計

　　電源是系統可靠工作的保證，包括供電和復位電路部分。系統復位模塊提供CS89712啟動信號。系統采用nPOR信號作為復位信號，使用復位芯片產生復位信號。如圖2：

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　　整個系統的外部電源輸入采用直流18V-36V，系統的供電較為復雜，電壓等級多，其中CS89712芯片I/0和內核分別采用3.3V.2.5V供電，而擴展的MAX125、LCD顯示器采用5V供電，同時LCD對比度調節需負電壓偏置（選用MAX686芯片）;而模擬量采集MAX125前向通道中濾波和電壓跟隨電路所用運放電源電壓為正、負12V。這里采用Ericsson的DC/DC 電源模塊PKC2131PI，提供隔離的正負12V和+5V，同時選用MICREL公司MIC2211-2.5/3.3BML型雙輸出LDO提供CS89712的3.3V和2.5V。圖3為CS89712雙電源供電電路：

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　　2、存儲器部分設計

　　本系統采用FLASH存儲程序和參數，使用SD RAM作為程序的運行空間。數據及堆棧。CS89712內置了SDRAM控制器和內存接口。其中FLASH部分采用2片Intel公司TE28F320B3BA110，構成32位寬8MB的FLASH，SDRAM采用2片NEC公司uPD-4564163G5，構成32位寬16MB的SDRAM，如圖4：

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　　3、LCD硬件擴展設計

　　液晶顯示器（LCD）具有顯示信息豐富、功耗低、體積小、重量輕等其他顯示器無法比擬的優勢，目前在智能儀表儀器和低功耗電子產品中得到了廣泛的應用。

　　CS89712內置了LCD控制器，LCD控制器就相當于嵌入式系統的顯卡，接口有以下信號：DD［0:3］（數據線）、FRM（幀同步信號）、CL1（行同步信號）、CL2（象素數據時鐘）、M（交流偏置信號）。這里我們擴展的是一個STN的彩色LCD，該LCD顯示屏提供8位數據接口。表1為CS89712和該LCD控制信號接線對應表。

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　　4、觸摸屏硬件擴展設計

　　觸摸屏輸入部分由觸摸屏、觸摸屏控制器組成，和LCD配合可以實現完整的人機操作界面。圖7為實際的觸摸屏輸入系統部分，采用四線電阻式觸摸屏，觸摸屏控制器采用T［（BB）公司的ADS7846，其可以通過SPI接口直接和CS89712相接。

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　　5、以太網接口的設計

　　由于CS89712內部集成了CS8900A以太網控制器其本身帶有802.3MAC引擎、Buffer、串行EEP-ROM接口和10BASE-T的模擬前端。只需增加I/O隔離濾波器和RJ45接口即可。此部分電路如圖8：

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　　6、數據采集硬件擴展設計

　　MAX125是MAXIM公司生產的高速2X4通道同步采樣14位逐次比較型A/D轉換芯片，其模擬輸入范圍為正負5V，內部具有2.5V參考電源，內置有四個采樣/保持放大器（T/H）。輸入分為A、B兩組，通過開關的切換可以對八個通道進行采集，轉換所得的數字量都存儲在4X14的RAM中。其并行接口數據訪問和總線釋放的定時特性與CS89712芯片總線的特性兼容，故兩者可以直接相連而不需等待狀態。由于MAXI25為+5V供電，在與I/O電源電壓為3.3V的CS89712聯接時需要使用總線電平轉換芯片74LVC245A，其中采用讀寫控制信號控制總線轉換方向，轉換完成后自動申請CS89712的外部中斷EINT1，讀取A/D數據自動會撤消該中斷。通過在前向通道加接限幅保護、電壓跟隨和濾波輸入電路，即可完成模擬數據采集電路的設計。