基于ARM 的液壓系統智能數據采集終端硬件設計

2. 3 NOR FLASH 接口電路

　　終端系統中NOR FLASH 使用的存儲芯片是HY29LV160,存儲容量為2MB,工作電壓為2. 7 ~3. 6V,工作方式選用16 位數據寬度模式。需要注意的是管腳NC 接高電平時，即為16 位數據位，當NC 為低電平時即為8 位數據位。選擇16位數據寬度時，即為半字模式，此時16 位數據總線D0 ~ 15 分別接S3C2440 的數據總線DATA0 ~15,地址總線則是A0 ~ 19 分別與S3C2440 的ADDR0~ 19 連接，半字模式下的尋址范圍為1MB,對于32 位的S3C2440 尋址范圍則為1 × 2 = 2MB.

　　2. 4 SDRAM 接口電路

　　SDRAM 選用的是K4S561632,其存儲容量為32MB,工作電壓為3. 3V,其數據寬度為16 位。

　　根據系統要求，需要有相對較復雜的算法運行，所以選用兩片組成存儲系統，存儲空間為64MB.

　　具體連接方法是第一片的D0 ~ 15 接DATA0 ~15,第二片的D0 ~ 15 接DATA16 ~ 31,這樣將16位擴展成為了與S3C2440 對應的32 位數據總線。

　　對于地址線來說，SDRAM 采用的是存儲陣列，即每片分為4 個邏輯Bank,每個Bank 由13 個行地址線和9 個列地址線共同尋址，能訪問的空間為4 × 213 × 29 × 2 = 225MB.地址線的接法是分別將兩片的A0 ~ 12 與ADDR2 ~ 14 相連，通過RAS 和CAS 選擇行列信號，通過BA0、BA1 選擇Bank,最終通過CS 通用片選實現64MB 的尋址。

　　3 數據采集模塊設計

　　液壓系統的組成主要包括液壓泵、液壓油缸或液壓馬達、各類控制閥和輔助裝置。根據故障類型的歸納和總結，監控對象和監控點包括液壓泵的油壓和流量，油溫，以及各類控制閥處的油壓和流量。選擇監測的參數主要包括：

　　a. 油壓測量?？紤]到傳感器的精度，工作電壓與系統電壓的匹配，供電電流以及能適用較惡劣的介質環境等，選用MSP340 系列不銹鋼傳感器，其電氣性能為： 供電電源為5VDC; 供電電流小于10mA; 輸出信號為0. 5 ~ 4. 5VDC /4 ~ 20mA;量程偏差為± 2%FS; 精度小于1%FS.

　　b. 流量測量。選擇渦輪流量計，電氣性能為： 供電電源為12 ~ 36VDC,可采用車載蓄電池直接供電； 輸出信號為4 ~ 20mA; 精度為± 1%R.

　　c. 溫度測量。選擇溫度傳感器AD592,由于液壓油溫只作為輔助檢測量，不需要精度太高，所以直接用隔熱材料將AD592 固定于測溫點做適當的溫度補償，從而測量管內的油溫。

　　模數轉換采用的是S3C2440 的10 位8 通道ADC,其轉換率為2. 5MHz 轉換器時鐘下的500kS /s,基準電壓采用3. 3V,前端傳感器調理電路需要相應的調整電壓范圍，管腳對應S3C2440上的AIN0 ~ 7.

　　4 通信模塊設計

　　通信模塊選用華為的GPRS 模塊GTM900-C,該模塊具有標準的AT 命令接口，內部集成了TCP /IP 協議棧，使用時不必編寫相關的IP 協議程序，直接可以通過其內嵌協議進行GPRS 上網傳遞數據。

　　GPRS 模塊與ARM 之間的連接是通過RS232串行接口連接的，電路如圖5 所示。其中芯片供電采用3. 8V,由穩壓器AMS1117-adj 轉換。RST為芯片復位、PWON 為開關機控制信號，均為低電平有效； UART_RXD0 和UART_TXD0 分別為AT命令串口發送、接收信號，實現數據的傳輸只需分別與串口的接收和發送端相連即可。

　　5 結束語

　　筆者以三星公司的S3C2440 開發板為平臺，研究設計了一種基于ARM 的液壓系統智能數據采集終端的硬件電路，該終端已達到設計要求。

　　而且整個終端成本低廉、功能齊全，有較好的應用價值。此外，本設計稍作改動也可應用于其他需要數據采集和傳輸的環境，有一定的通用性。