基于ARM单片机的水表智能抄表系统设计
2.1S3C44B0X与SDRAM HY57V161610D的连接
在抄表手机中运行的是一个自己编写的小型操作系统。它拥有自己的文件系统,能够解释并运行上位机所编写的Foxpro程序。由于牵涉到对数据库的操作,系统所需的内存较大。本系统选择了HYUNDAI公司的SDRAM-HY57V161610D.它的数据宽度为16位,由两个BANK组成,共2MB的存储容量。由于S3C44B0X的BANK6、7支持SDRAM,因此它与HY57V161610D的连接相当简单,不需要软件驱动程序,只要设置两个寄存器即可。在BWSCON寄存器中设置BANK6的数据宽度为16位,在BANKCON6寄存器中设置MT=0X3,Trcd=0X0,SCAN=0X0.
2.2S3C44B0X与FLASH KM29U128T的连接
抄表手机中保存抄表所得的数据库。当用户较多时,数据库会占用较大的存储空间。特别是当进行一个月用水报表分析时,汇集器每隔一小时(或者更短)就存储一次数据,抄表手机必须读取这一个月的全部数据。此时的数据库是相当庞大的。因此选择了SAMSUNG公司的FLASH-KM29U128T,该FLASH存储容量达16MB,足够数据库存储使用。它的不足之处是:它不是线性寻址的,存储速度较慢;读写比较麻烦,必须按页为单位(512字节)进行读写,每次写之前必须对该页所在的BLOCK进行一次擦除;而且它并不保证每个BLOCK(32PAGE为一个BLOCK)都是好的,坏率为1%,但它保证前两个BLOCK肯定是好的。
利用前两个BLOCK建立一个FAT表,用逻辑的BLOCK号对应物理上的BLOCK,每次读写都对逻辑上的BLOCK进行操作。在每次写操作时都进行一次读操作,与所写的内容进行比较。如果发现有所不同,就再写一次;若再错就认为该BLOCK坏了,做好标记并找后面好的BLOCK来代替,这样能保证逻辑上的BLOCK都是好的。
2.3 3C44B0X与LCD TCM-A0902的连接
3C44B0X自带LCD控制模块,但它并不支持所有点阵形式的LCD.为了充分利用该芯片,可以选它所支持的LCD.但如果一定要用其他的LCD,这也没关系,因为对LCD的操作就象对其他的存储器操作一样简单。
本系统选用的是EPSON公司的TCM-A0902、单色、320×200.直接使用3C44B0X的BANK4来控制。由于3C44B0X是高速处理器,因此在对LCD操作时加入了软延时。
LCD显示满屏的程序如下:
#define LCDCMD (*(volatile unsigned char *) 0x8000000)
#define LCDDATA (*(volatile unsigned char *) 0x8000001)
void Lcd_Displayfull(void ) //显示满屏
{ int j;
U8 i,k;
LCDCMD=PASET; //页面设置,page0
LCDDATA=0x0;
LCDCMD=CASET; //列设置, column0
LCDDATA=0x0;
LCDDATA=0x0;
for(i=0;i25;i++) //从第0页到24页
{ for(j=0;j320;j++) //从第0列到319列
{ LCDCMD=MWRITE; //写命令
LCDDATA =lcd_disp[i][j]; //写数据
for(k=0;k3;k++); //软延时
}
LCDCMD = RETURN; //换页
}
}
2.4 3C44B0X与USB9603的连接
由于抄表手机抄表所得的数据是以数据库的形式传送给上位机,当数据库较大时不可能通过串口传送。USB通讯时,最高理论传输速率可达到12MB/s,因此可以通过USB来传送数据库。由于3C44B0X不带USB接口,因此必须外扩一个USB接口。
本系统选用NATIONAL公司的USBN9603.它是9602的改进型,对9602存在的一些缺陷作了改正,并减少了部分寄存器,使得对USB通讯的编程相对简单了许多。由于牵涉到对FLASH的操作,USB的通讯速率并没有想象的那样高。下传数据库时,由于要对FLASH进行写操作,USB的传输速率只有200KB/s;但是上传时只对FLASH进行读操作,USB的传输速率就明显快多了,可以达到800KB/s.因此,选择何种FLASH,如何对FLASH进行编程,对USB的传输速率有较大的影响。
2.5 抄表手机其他部分
抄表手机还包括键盘输入、串口通讯、电池检测等部分。这几部分比较简单。比如键盘输入部分:如果想用键盘中断,只要用外部中断EINT4、5、6、7,因为这四个中断源的中断入口地址是同一个,再加上几个普通的I/O口就可以组成一个中断键盘。如果想改成扫描键盘,那也很简单,只要把EINT4、5、6、7设置成I/O口功能就可以了,硬件上不需要作任何改动。串口通讯也很简单,只要在S3C44B0X的UART口上外接一片MAX232电平转换芯片就可以实现标准的RS232通讯功能。电池检测部分只要把来自电池部分的电压连接到某个A/D口就可以了。如果所用的电池电压高于S3C44B0X的工作电压(3.3V),通过电阻分压后再接到A/D口。
由于FLASH KM29U128T不是线性寻址的,不能作为系统启动之用。因此,需要一片线性寻址的EEPROM(如29EE010)作为系统初始化使用。它的主要任务是初始化系统,把存于FLASH中的操作系统调入SDRAM中运行。因此,EEPROM的容量不需很大。硬件连接时注意EEPROM的片选信号应接S3C44B0X的BANK0(NGCS0)。
自来水表的智能抄表系统是个比较大的系统,本文只涉及到它的核心部分,而且是硬件部分。电力测量设备与电能计量装置不仅关系到结算的准确性,涉及各利益主体的经济效益,而且对系统的运行具有参考和指导意义。运营管理人员对采集的电网运行参数、电量等数据进行分析、评价,可以及时采取措施,调整发供配电方式,不断提高电网运行的经济性。
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