arm环境下的智能仪表设计开发

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1、ARM环境下的智能仪表设计开发[摘要]智能仪表的优势体现在其体积小、功能强且功耗低等几个方面，因此其在各个行业、各个领域的应用越来越广泛。本文提出一种基于ARM的微控制器及相关外围模块建构而成的智能仪表嵌入式系统，其不仅可以进行现场数据信息的传输与处理，而且可以利用CAN总线实现与上位机的通信，在降低系统成本的基础上大大提高其可靠性。　　[关键词]ARM；智能仪表；嵌入式系统；STM32F103RC　　：TP316：A：1009-914X（2013）16-0018-01　　一、系统需求分析　　作为智能仪表系统的核心部件，嵌入式微处理器需要具备以

2、下特点：　　首先可以支持多任务操作系统，为缩短操作系统与应用程序的执行时间，提高系统的运行效率，其还要具备高精度时钟与实时中断响应时间；其次，具备较强的数据存储管理与保护能力，在进行系统设计时，需要对其内核软件结构进行模块化处理，只有保证了系统的数据存储管理能力与保护能力，才能防止软件进程之间发生不合法互相访问；再次，要求系统具备较好的可扩展性；最后，要求嵌入式微处理器的功耗要足够低，尤其是针对一些无线移动监控系统或者通信嵌入式系统，由于其依靠电池供电，因此要求其功耗尽量达到m3核的微控制器，但是其在外围设备方面有所扩展，提高了设备的性能。由于

3、ARMCortex-m3与哈佛微体系结构与系统外设相结合，而哈佛微体系是执行Thumb-2指令的32位结构，因此其主频可达72MHz，运行速度可以得到充分保证；并且其中央处理器使用了最小门数，缩小了芯片面积，相应的装置的体积也有所减少，工艺成本更加低廉；内置高达128K字节的闪存和20K字节的SRAM高速存储器，具备丰富的增强I/O端口，并且外设与两条APB总线连接在一起，其它还包含标准的通信接口。由此可见，该款处理器具备较高的集成度，外围电路得到有效减化，在降低系统成本的基础上提高其可靠性。　　2、数据采集模块　　本系统数据采集模块共包括8个

4、模拟量采集点，当现场传感器将诸如电压信号或电流信号等模拟信号输入系统时，片上内嵌的ADC会对信号进行转换处理，微处理器所接收到的即为可识别的数字信号；针对一些系统无法准确识别的信号，比如过流或者浪涌等，则要在信号转换之有进行电路调理，把待测信号转换为标准信号供采集设备准确识别，然后采取放大、过滤、线性补偿、隔离以及保护等各项措施，再送至A/D转换器。STM32F103RC芯片共有两个A/D转换模块，均为12位的逐次逼近型的模拟数字转换器，其具备18个通道，分别可以测量16个外部信号源与2个内部信号源，准确采集到标准信号，并对其进行调整，实现实时

5、控制。此外，在数据采集模块还包括4个数字量采集点，其所采集到的诸如开关状态等数字量信息可以直接传输给处理器；不过需要对光电隔离电路做进一步的扩展，提高其抗干扰[摘要]智能仪表的优势体现在其体积小、功能强且功耗低等几个方面，因此其在各个行业、各个领域的应用越来越广泛。本文提出一种基于ARM的微控制器及相关外围模块建构而成的智能仪表嵌入式系统，其不仅可以进行现场数据信息的传输与处理，而且可以利用CAN总线实现与上位机的通信，在降低系统成本的基础上大大提高其可靠性。　　[关键词]ARM；智能仪表；嵌入式系统；STM32F103RC　　：TP316：A

6、：1009-914X（2013）16-0018-01　　一、系统需求分析　　作为智能仪表系统的核心部件，嵌入式微处理器需要具备以下特点：　　首先可以支持多任务操作系统，为缩短操作系统与应用程序的执行时间，提高系统的运行效率，其还要具备高精度时钟与实时中断响应时间；其次，具备较强的数据存储管理与保护能力，在进行系统设计时，需要对其内核软件结构进行模块化处理，只有保证了系统的数据存储管理能力与保护能力，才能防止软件进程之间发生不合法互相访问；再次，要求系统具备较好的可扩展性；最后，要求嵌入式微处理器的功耗要足够低，尤其是针对一些无线移动监控系统或者

7、通信嵌入式系统，由于其依靠电池供电，因此要求其功耗尽量达到m3核的微控制器，但是其在外围设备方面有所扩展，提高了设备的性能。由于ARMCortex-m3与哈佛微体系结构与系统外设相结合，而哈佛微体系是执行Thumb-2指令的32位结构，因此其主频可达72MHz，运行速度可以得到充分保证；并且其中央处理器使用了最小门数，缩小了芯片面积，相应的装置的体积也有所减少，工艺成本更加低廉；内置高达128K字节的闪存和20K字节的SRAM高速存储器，具备丰富的增强I/O端口，并且外设与两条APB总线连接在一起，其它还包含标准的通信接口。由此可见，该款处理器

8、具备较高的集成度，外围电路得到有效减化，在降低系统成本的基础上提高其可靠性。　　2、数据采集模块　　本系统数据采集模块共包括8个模拟量采集点，当现场传