基于ARM9的锌空电池生产线控制系统设计

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162 肖艳军等：基于ARM9的锌空电池生产线控制系统设计 第5期2.2微处理器选型选片j高性价比的 32位 ARM微处理器 $3C2410组成高效 、实时处理、功能全面、操作简单的信息化控制系统，结合$3C2410的现有资源，设计控制系统的主控制器，其实质是-个基于ARM核的最小系统，配备 FLASH程序存储器和SDRAM数据存储器 ，在此基础 扩展液晶显示屏、RS～232串行口以及 YO口等。系统主控制器硬件平台体系结构设计图，如图2所示。

同2基 r ARM微处理器的硬件平台体系结构Fig.2 Based on the ARM Microprocessor HardwarePlatform System Structure2.3微处理器外围电路设计2.3.FL.ASH接口电路设计选j]SST39VFI60构建 I 6位的 Flash存储器系统，其存储器容龄为2MB。设计中，将 Bank0设置为 16位线宽，即0M1：001，所以存储器 A0脚与 $3C2410的 AI脚对应连接在-起。

SST39VF160 -7$3C2410连接父系，如图3所示 、LADD刖 25 29 J JAIA0 A0 D0Il DlJH zj Al l11∞ uRr --!!- 2 D2 - --1 酊I.AIlI 21 A3 fJ3l IJDHn Z” A4 l4LAuLlH， l9 . A5 D5LAUI JI A6 l61 AlJIJH 8 A- 1)7IA 1)DH1 c ， . IL DDRl 6 Ao I)9LAlIlI cl2 5 A 0 D0l D)Rl 3 4 A l DIlLADI)II4 3 A 2 llI2 - --1 弼l ADDR5 2 A 3 Dl3I A1)Dltl6 l A 4 Ul4 - I)DH7 48 A 5 DI 5l ADDKl l7 A JDlHl9 l6 A 7IADDR20 9 A 8 37 1c DDR2l 10 A 9 V1)1)A20IN： l AJUH2 I]l4业 -llA21/N(：OlcWEx (：E Nt：27 /RSUNC 4 # /W P# l0K i网3 FLASH接u电路Fig.3 LASH Interface Cirnnit2.3.2 SDRAM接 口电路设计采用两片 K4S561632C构成了 64M的SDRAM空问来运行Windows CE和其他应用程序∮门连接电路(图略)。

2.3-3串行接 口电路设计使用$3C2410的UART接口，其 IJV L电路所的标准逻辑1对应(2～3.3)V电平，标准逻辑0对应(0～0.4)V电平，为了与计算机通用串行口兼容 ，采用电平转换 片MAX3232C，将 3.3V的 r'rL/CMQS电平转换成 RS-232 FI兼容的信 。电路图，如图 4所示。

图4 RS-232串行通讯接口电路Fig.4 RS-232 Serial Communication Interface Circuit23.4液晶显示接 口电路设计$3C2410内置的LCD控制器支持 STN和 TFT的各种规格LCD屏，同时还具备了触摸屏控制器。为了方便用户自行扩展所需的LCD屏以及触摸屏，平台将 CPU的所有 LCD控制信号连同触摸屏接口由统-的SOPIN接插件引出。

本次设计选用夏普 LQ084V1DG2l液晶屏，与$3C2410的接口电路(图略)。

2.3.5 系统调试 -TAC接 口设计调试JTAG接口利用 ARM处理器中调试拈的功能，通过其JTAG边界扫描口来与仿真器连接，可以利用ADS调试l：具观察CPU状态，检查和控制CPU的运行。JTAG接口电路，如罔5所尔V1]l1 、圈 5 JTAG接 口电路Fig.5 JTAG Interface Circuit2.3.6系统检测单元电路设计由于本系统选用的张力传感器的输出信号是 mV级电压信号。因此，对传感器输出的信号进行放大。选用美国某公司生产的低功耗集成仪表放大器 A0623，它具有优 良的直流特性和共模抑制比。该器件可取代分立的仪表放大器，且能提供很好的线性度、温度稳定性和可靠性。放大电路 ，如图6所示。

圈中所包含的AD623连接电路，采用(±5)V双电源供电，且在靠电源脚处加电容去耦，去耦电容选用 0.1 F表贴瓷片状电容和 10pF钽电解电容。信号放大电路的输出电压 为：Vl1 )( 1)No.5Mav.201 3 机 械 设 计 与制 造 163并且南电位器R3来调节放大器增益的大校VDD 5V图 6张力信号转换电路Fig.6 Tension Signal Conversion Circuit2.3.7伺服驱动单元电路设计系统采取的为指令脉冲(PULS)，方向(SIGN)输入。驱动器需要的指令脉冲和指令符号都是-对相位相差 1 80。的信号，可由CPU输出的单路信号经过AM26LS31处理得到。

AM26LS31每-个输入脚 对应两个输出 Y和 对应的输出脚 l，，Z的状态由使能脚 G和 脚的状态来决定。具体驱动接口电路的实现，如图7所示。即$3C2410发出3路方向信号和3路脉冲信号，共得到(D0D. )共 12路信号。

U4图7脉冲信号转换电路Fig.7 The Pulse Signal Conversion Circuit1 2路信号中6路方向6路脉冲信号。为了减少电机带来的干扰，提高系统的稳定性，12路信号后端经过高速光耦 6N137隔离得到信号 1 z、1 Y；2Z、2Y；3Z、3Y；4Z、4Y；5Z、5Y；6Z、6Y；送人电机驱动器，用来控制 3台交流伺服电机。隔离图，如图8所示。

V8光耦隔离电路Fig.8 Optical Coupling Isolation Circuit3总结根据提出的锌空电池极片设备控制系统的总体设计方案主要进行了基于 $3C2410的极片设备控制系统的设计 ，完成了微处理器外围的 FLASH、SDRAM、串行 、液晶显示 、JTAG接口电路和系统检测以及电机驱动单元电路设计。