ARM CPU S3C44B0X在水表智能抄表系統(tǒng)中應(yīng)用

1、arm cpu s3c44b0x在水表智能抄表系統(tǒng)中應(yīng)用目前，自來水表都是機(jī)械式的，而且多數(shù)自來水表都裝在戶內(nèi)，這給水表抄表員帶來了很大的棘手。當(dāng)抄表員抄表時(shí)，必需挨家挨戶用肉眼讀取水表的讀數(shù)，然后記下在隨身攜帶的小本子上。回去以后，還要由特地的電腦輸入員把水表讀數(shù)輸入到計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)庫里，計(jì)算出本月的用水量，再打印出本月各用戶應(yīng)交的水費(fèi)。這一過程不但工作量大，而且很簡單出錯(cuò)?，F(xiàn)在得理上海有限公司開發(fā)出了智能水表，對(duì)機(jī)械水表中的指針轉(zhuǎn)過的圈數(shù)舉行計(jì)數(shù)，通過串口 rs422 發(fā)送水表讀數(shù)。這給自來水表的智能抄表系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。自來水表的智能抄表系統(tǒng)框圖1所示。用戶的機(jī)械式水表改裝成智能水表后，銜

2、接到裝在樓底下的匯合器上。匯合器每隔一定的時(shí)光(詳細(xì)時(shí)光可以設(shè)置)對(duì)智能水表采集一次數(shù)據(jù)，保存在存儲(chǔ)器里。假如該樓梯的用戶數(shù)大于16個(gè)或連線超過500m時(shí)，需在智能水表與匯合器之間加中繼器，以增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力。智能抄表系統(tǒng)中的核心部分是便攜式抄表手機(jī)。它的主要任務(wù)是用自己的命令說明并運(yùn)行上位機(jī)所編的foxpro程序；采集匯合器或者智能水表的數(shù)據(jù)，更新數(shù)據(jù)庫中的內(nèi)容；并與上個(gè)月數(shù)據(jù)相比較，計(jì)算出用水量并當(dāng)場打印賬單，由抄表員將各用戶的賬單放到樓梯口的用戶信箱中；通過手機(jī)上的接口可以將數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)舉行處理、存檔。從而實(shí)現(xiàn)了水表到計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、傳輸、處理、打印等工作，免去了大量的手

3、工勞動(dòng)，極大地提高勞動(dòng)效率。抄表手機(jī)是銜接上位機(jī)與匯合器、智能水表的核心部分。它有鍵盤輸入，可以手動(dòng)查詢、更新數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)；大屏幕點(diǎn)陣顯示，良好的人機(jī)對(duì)話界面；16mb flash ram，用于存放系統(tǒng)配置文件、程序及數(shù)據(jù)庫文件；2個(gè)rs232接口，一個(gè)usb接口。其中一個(gè)rs232接口銜接轉(zhuǎn)發(fā)器，實(shí)現(xiàn)同智能水表、匯合器的有線或紅外通訊，完成對(duì)每個(gè)水表的數(shù)據(jù)采集工作，并可通過該接口對(duì)匯合器或智能水表舉行設(shè)置、修改。另一個(gè)rs232接口作為與微型串口打印機(jī)的通訊口。usb接口完成同計(jì)算機(jī)的通訊，可以將抄表手機(jī)中的數(shù)據(jù)傳送給計(jì)算機(jī)，也可以接收計(jì)算機(jī)下傳的dbf和prg文件及其他系統(tǒng)配置文件。2

4、32位機(jī)s3c44b0x在智能抄表系統(tǒng)中的應(yīng)用s3c44b0x cpu是samsung公司推出的基于7tdmi核的精簡命令系統(tǒng)的32位高速處理器。它的工作為3.3v，內(nèi)核arm7tdmi的工作電壓僅為2.5v，大大降低了芯片的功耗。s3c44b0x帶有：8個(gè) memory banks?用于管理外部存儲(chǔ)器，最大存儲(chǔ)容量達(dá)到256mb?？赏鈹U(kuò)eprom sdram flash ram usb lcd。每個(gè)bank支持8/18/32位的數(shù)據(jù)格式，可尋址32mb(除bank0，其后4mb保留給內(nèi)部寄存器用法)。其中bank0專用于系統(tǒng)啟動(dòng)，因此它的存儲(chǔ)器必需是線性尋址并且有記憶功能；bank8、7專用

5、于sram、fp/edo/sdram等；lcd控制器支持單色、4、16級(jí)灰度的lcd模塊；支持4位的單雙行掃描、8位的單行掃描形式的顯示類型；支持的主要顯示點(diǎn)陣為：640×480? 320×240 160×160等；兩路uart口，最高波特率為115200baud，支持irda 1.0，可用于紅外通訊；5路調(diào)制輸出，可用于控制蜂鳴器輸出不同聲音，提醒系統(tǒng)各類信息；71個(gè)i/o口，包括8個(gè)外部中斷源，可用于鍵盤、lcd背光、照明控制等；8路10位a/d轉(zhuǎn)換器，可用于系統(tǒng)電池檢測；帶日歷功能的系統(tǒng)實(shí)時(shí)時(shí)鐘，可用于紀(jì)錄抄表時(shí)光；內(nèi)置的pll鎖相環(huán)可以設(shè)置系統(tǒng)工作頻率，最

6、高達(dá)73mhz；4種系統(tǒng)工作模式：正常、慢速、閑置和停止模式。按照需要設(shè)置不同的工作方式，可以降低系統(tǒng)功耗。用s3c44b0x實(shí)現(xiàn)智能抄表手機(jī)功能的硬件銜接圖2所示。2.1 s3c44b0x與sdram hy57v161610d的銜接在抄表手機(jī)中運(yùn)行的是一個(gè)自己編寫的小型操作系統(tǒng)。它擁有自己的文件系統(tǒng)，能夠說明并運(yùn)行上位機(jī)所編寫的foxpro程序。因?yàn)闋可娴綄?duì)數(shù)據(jù)庫的操作，系統(tǒng)所需的內(nèi)存較大。本系統(tǒng)挑選了hyundai公司的sdram-hy57v161610d。它的數(shù)據(jù)寬度為16位，由兩個(gè)bank組成，共2mb的存儲(chǔ)容量。因?yàn)閟3c44b0x的bank6、7支持sdram?因此它與hy57v1

7、61610d的銜接相當(dāng)容易?不需要軟件驅(qū)動(dòng)程序，只要設(shè)置兩個(gè)寄存器即可。在bwscon寄存器中設(shè)置bank6的數(shù)據(jù)寬度為16位，在bankcon6寄存器中設(shè)置mt0x3，trcd0x0，scan0x0。2.2 s3c44b0x與flash km29u128t的銜接抄表手機(jī)中保存抄表所得的數(shù)據(jù)庫。當(dāng)用戶較多時(shí)，數(shù)據(jù)庫會(huì)占用較大的存儲(chǔ)空間。特殊是當(dāng)舉行一個(gè)月用水報(bào)表分析時(shí)，匯合器每隔一小時(shí)(或者更短)就存儲(chǔ)一次數(shù)據(jù)，抄表手機(jī)必需讀取這一個(gè)月的所有數(shù)據(jù)。此時(shí)的數(shù)據(jù)庫是相當(dāng)浩大的。因此挑選了samsung公司的flash-km29u128t，該flash存儲(chǔ)容量達(dá)16mb，足夠數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)用法。它的不足

8、之處是：它不是線性尋址的，存儲(chǔ)速度較慢；讀寫比較棘手，必需按頁為單位(512字節(jié))舉行讀寫，每次寫之前必需對(duì)該頁所在的block舉行一次擦除；而且它并不保證每個(gè)block(32page為一個(gè)block)都是好的，壞率為1%，但它保證前兩個(gè)block絕對(duì)是好的。利用前兩個(gè)block建立一個(gè)fat表，用規(guī)律的block號(hào)對(duì)應(yīng)物理上的block，每次讀寫都對(duì)規(guī)律上的block舉行操作。在每次寫操作時(shí)都舉行一次讀操作，與所寫的內(nèi)容舉行比較。假如發(fā)覺有所不同，就再寫一次；若再錯(cuò)就認(rèn)為該block壞了，做好標(biāo)志并找后面好的block來代替，這樣能保證規(guī)律上的block都是好的。2.3 3c44b0x與lc

9、d tcm-a0902的銜接3c44b0x自帶lcd控制模塊，但它并不支持全部點(diǎn)陣形式的lcd。為了充分利用該芯片，可以選它所支持的lcd。但假如一定要用其他的lcd，這也不要緊，由于對(duì)lcd的操作就象對(duì)其他的存儲(chǔ)器操作一樣容易。本系統(tǒng)選用的是epson公司的tcm-a0902、單色、320×200。挺直用法3c44b0x的bank4來控制。因?yàn)?c44b0x是高速處理器，因此在對(duì)lcd操作時(shí)加入了軟延時(shí)。lcd顯示滿屏的程序如下：define lcdcmd volatile unsigned char 0x8000000define lcddata volatile unsigne

10、d char 0x8000001void lcd_displayfull void /顯示滿屏? int j；u8 i k；lcdcmdpaset； /頁面設(shè)置，page0lcddata0x0；lcdcmdcaset； /列設(shè)置， column0lcddata0x0；lcddata0x0；for i0?i25 i+ /從第0頁到24頁? for j0?j320?j+ /從第0列到319列? lcdcmdmwrite； /寫指令lcddata 1cd_disp i j； /寫數(shù)據(jù)for k0?k3?k+； /軟延時(shí)?lcdcmdreturn； /換頁?2.4 3c44b0x與usb9603的銜接

11、因?yàn)槌硎謾C(jī)抄表所得的數(shù)據(jù)是以數(shù)據(jù)庫的形式傳送給上位機(jī)，當(dāng)數(shù)據(jù)庫較大時(shí)不行能通過串口傳送。usb通訊時(shí)，最高理論傳輸速率可達(dá)到12mb/s，因此可以通過usb來傳送數(shù)據(jù)庫。因?yàn)?c44b0x不帶usb接口，因此必需外擴(kuò)一個(gè)usb接口。本系統(tǒng)選用national公司的usbn9603。它是9602的改進(jìn)型，對(duì)9602存在的一些缺陷作了改正，并削減了部分寄存器，使得對(duì)usb通訊的編程相對(duì)容易了許多。因?yàn)闋可娴綄?duì)flash的操作，usb的通訊速率并沒有想象的那樣高。下傳數(shù)據(jù)庫時(shí)，因?yàn)橐獙?duì)flash舉行寫操作，usb的傳輸速率惟獨(dú)200kb/s?但是上傳時(shí)只對(duì)flash舉行讀操作，usb的傳輸速率就顯

12、然快多了，可以達(dá)到800kb/s。因此，挑選何種flash，如何對(duì)flash舉行編程，對(duì)usb的傳輸速率有較大的影響。2.5 抄表手機(jī)其他部分抄表手機(jī)還包括鍵盤輸入、串口通訊、電池檢測等部分。這幾部分比較容易。比如鍵盤輸入部分：假如想用鍵盤中斷，只要用外部中斷eint4、5、6、7，由于這四個(gè)中斷源的中斷入口地址是同一個(gè)，再加上幾個(gè)一般的i/o口就可以組成一個(gè)中斷鍵盤。假如想改成掃描鍵盤，那也很容易，只要把eint4、5、6、7設(shè)置成i/o口功能就可以了，硬件上不需要作任何改動(dòng)。串口通訊也很容易，只要在s3c44b0x的uart口上外接一片max232電平轉(zhuǎn)換芯片就可以實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的rs232通訊功能。電池檢測部分只要把來自電池部分的電壓銜接到某個(gè)a/d口就可以了。假如所用的電池電壓高于s3c44b0x的工作電壓(3.3v)，通過分壓后再接到a/d口。因?yàn)閒lash km29u128t不是線性尋址的?不能作為系統(tǒng)啟動(dòng)之用。因此，需要一片線性尋址的eeprom 如29ee010 作為系統(tǒng)初始化用法。它的主要任務(wù)是初始化系統(tǒng)，把存于flash中的操作系統(tǒng)調(diào)入sdram中運(yùn)行。因此，eeprom的容量不需很