一種ARM單片機的條碼精密測量系統設計方案

　　利用條碼技術進行精密測量的典型儀器是1990年Leica公司開發成功的數字水準儀NA2000，這種光電一體化的新型儀器，具有測量速度快、精度高、操作簡單、讀數直觀,能自動計算高差、高程，自動記錄數據，計算機數據處理和容易實現基準測量一體化等諸多特點。國內目前對該技術的研究較少，本文提出了一種基于ST半導體公司的32位高性能處理器STR912FW44X6的測量系統方案。
系統結構

　　本系統由以下幾個部分組成：條碼標尺、光學系統、CMOS圖像采集模塊、STR912主控板、鍵盤與液晶顯示模塊、電源模塊和計算機測試系統。 硬件結構框圖如圖1所示。

　　系統工作原理如下：帶有精密位置信息的條碼圖像通過光學系統，成像在CMOS圖像傳感器光敏面上，STR912FW44X6處理器對SVI公司的LIS-1024圖像傳感器進行自動曝光控制后，采集圖像信息，經過算法處理，獲得條碼帶有的位置信息。

　　當系統進行高速圖像采集時，STR912FW44X6處理器將采集信號通過以太網接口送往計算機測量系統，進行最終的數據處理。

　　硬件設計

　　圖像采集模塊

　　圖像采集模塊主要由線陣CMOS圖像傳感器(LIS-1024)、運算放大器(TLV2221IDBVR)組成。視頻信號經運算放大器放大后傳送到STR912FW44X6主處理器進行A/D轉換，轉變為數字圖像信號。

　　STR912FW44X6主處理器直接控制圖像采集時序，圖像采集模塊本身并沒有自動曝光功能，對環境光強的變化需要由主芯片對采集到的圖像信號進行分析，然后通過對圖像傳感器的控制來實現自適應環境光強的功能。

　　系統主芯片是基于ARM966E-S核的高性能嵌入式芯片STR912FW44X6，運算速度達96MIPS，支持單周期DSP指令。芯片的系統外圍包括時鐘、復位、電源管理、向量中斷控制器(VIC)、內部PLL、RTC、定時器、9個可編程DMA通道和多達80個GPIO。還有8通道10位ADC、3相電機控制器、PWM輸出和多種通訊接口。

　　芯片內建雙組Flash，可利用芯片上任意通訊口實現在系統編程功能。主芯片外接1 片64MB內存(芯片ST-M25P64)來擴展存儲空間。

　　主機板外圍接口

　　主要有CMOS圖像傳感器接口、RS-232接口、I2C接口和10/100M以太網接口。

　　CMOS圖像傳感器的接口主要實現對圖象傳感器的自動曝光控制和圖象采集；RS-232接口(芯片SP3222)實現程序下載，與上位機通訊，接受上位機指令控制；I2C接口實現主芯片與鍵盤和液晶顯示模塊之間的通訊；10/100M以太網接口(芯片STE100P)配合計算機軟件實現高速圖像采集。

　　鍵盤與液晶顯示屏模塊

　　鍵盤模塊選用ATMega48芯片實現鍵盤控制和I2C通訊，以及LCD屏模塊I2C通訊。