发布于：2007/4/28 9:36:36 | 1126 次阅读
摘 要：本文介绍了利用ARM7内核微处理器LPC2114设计的高速公路车辆检测系统控制单元，着重分析了大容量Flash存储单元的设计和ARM开发相关注意事项，给出了系统原理框图、单元电路设计和软件设计思想。
关键词：ARM微处理器；LPC2114；Flash存储；车辆检测系统
引言
由于交通需求的不断增加，有越来越多的环形感应线圈检测器用于交通检测。这些埋设在道路表面下的线圈可以检测到车辆通过时的电磁变化进而地算出交通流量。交通流量是交通统计和交通规划的基本数据，通过这些检测结果可以用来计算占用率(表征交通密度)，在使用双线圈模式时还可以提供速度、车辆行驶方向、车型分类等数据，这些数据对于交通管理和统计是极为重要的。通常高速公路车辆检测系统由多通道环形检测单元LD4和控制单元CCU组成，本文采用PHILIPS公司推出的ARM7内核微处理器LPC2114设计实现了车辆检测系统控制单元部分，并且和5个LD4环形检测器一起构成10通道高速公路车辆检测系统，其原理框图如图1所示。
图1 车辆检测系统原理框图
图2 控制板系统原理框图
图3 LPC2114和电子硬盘连线示意图图
图4 主程序流程图
总体方案设计
本文设计的控制板系统原理框图如图2所示，以LPC2114为控制单元，该芯片是一种支持实时仿真和跟踪的16/32位基于ARM7TDMI-S 内核的CPU。内部集成了4路10 位A/D转换器，两个32位定时器、一个实时时钟和看门狗，多个串行接口，包括两个工业标准的UART、高速和两个SPI总线接口，外部多达46个与TTL电平兼容的通用I/O口，非常适用于作为主控单元。CPLD EPM7128作为微处理器的扩展输入/输出，通过光电耦合和LD4标准定义总线相连，该标准定义的总线基于RS-485总线通信协议。LD4和控制板通过标准总线进行数据交换，控制板每隔10秒扫描并发送请求数据的命令，相应LD4通道返回请求数据或者无效信息，ARM处理器对获得的各通道数据进行相应的统计运算处理。每隔用户设定的间隔时间就将统计数据存储于静态RAM，供中心站定时获取，同时，以分钟为单位将统计的数据备份至Flash电子硬盘中。中心站可以通过请求备份数据命令获取相应时间段的数据，并存入数据库。中心站和控制板采用RS-232串口方式通信，利用调制解调器实现远程数据传输。为了解决大容量存储问题，系统使用了三星公司提供的K9F2808来作为电子硬盘，16MB的容量能够存储11天备份数据，并且该电子硬盘能够灵活升级。
LPC2114与电子硬盘的接口实现
为了防止传输及中心站故障等问题而导致数据丢失，系统要求对一段时间内的数据进行备份，因此在系统设计的过程中需要考虑大容量存储问题。
设定本系统每分钟需要备份统计数据，根据环形检测器LD4的数据格式，数据量为1026B，若采用静态RAM作为存储单元，需要多片大容量RAM级联使用，价格昂贵，且存储容量扩展困难。若使用动态RAM作为存储单元，缺点在于控制困难，需要动态RAM控制器辅助操作。Flash作为存储器使用简单，容量大，尽管使用寿命有限，考虑到系统每1分钟存储1026B，就16MB容量而言，11天左右写满，那么一个月擦写约3次，以此计算，一年擦写约36次，而Flash寿命一般为擦写10万余次，所以本系统完全可以采用Flash作为电子硬盘用在车辆检测系统中。另外，Flash还具有掉电非易失特性，更适合应用于本系统。
为了便于存储容量的升级扩展，本系统选用K9F2808作为存储器。K9F2808为48脚表面封装器件，芯片内部有(16M+512K)×8 bit的存储空间，可组成32768行，528列，其中后备的16列的列地址编码为513~527，可进行528字节为一页的读、写和32页为一块的擦除操作。此外，K9F2808的特点还在于其命令、地址和数据信息均通过8条I/O总线传输，接口标准统一，易于存储容量升级。
图3为LPC2114和Flash电子硬盘之间的连线示意图，由于LPC2114没有外部总线，所以对Flash操作只能采用I/O操作方式。K9F2808各种操作具有共同特点，即在I/O端口首先发送操作命令字到命令寄存器，其后的连续3个周期发送需要操作单元的地址，顺序为：A0~A7，A9~A16，A17~A23，其中A8由命令字确定。
下面以页编程操作为例，给出K9F2808的ARM驱动程序(基于ADS1.2开发环境)，而页读以及块擦除等方法与页编程类似，只是读是由#RE信号来锁存数据，而擦除时只须送两个周期的地址。
row_add为页号，需要左移9位得到行地址。erase_flash( )——擦除Flash函数
write_command( )——写命令函数
write_address( )——写地址函数
write_data( )——写数据函数
read_data( )——读数据函数
void flash_store(uint32 row_add, uint8 *buffer )
{ uint16 i;
uint32 statue,address;
//变量定义
IO0DIR |= 0x00ff0000;
//设定IO方向
if((row_add== 0)|| ((row_add%32)==0))
{address = row_add<<9;
address &= 0x00fffe00;
erase_flash(address);}
//擦除Flash
write_command(0x80);
//写命令80H
address = row_add<<9;
address &= 0x00fffe00;
write_address(address);
//写地址
statue = IO0PIN;
//获取状态
while((statue&fr_b)==0)
{statue = IO0PIN;}
//忙，等待
for(i=0;i<528;i++)
//写528字节
{write_data(*(buffer+i));}
//写入数据
write_command(0x10);
//写命令10H
statue = IO0PIN;
//获取状态
while((statue&fr_b)==0)
{statue = IO0PIN;}
//忙，等待
write_command(0x70);
//写命令70H
statue = read_data();
//获取状态
if(statue&0x01)
{IO0SET |= errorled;}
//操作失败
}
LPC2114串口通信实现
控制系统通过LPC2114的两个UART实现和LD4以及中心站的数据交换，两个UART具备触发点可调的16B收发FIFO。其中，UART1比UART0增加了调制解调器接口。UART的基本操作方法和传统51内核单片机相似。
首先，设置I/O连接到UART；然后设置串口波特率(如U0DLM、U0DLL)；接着设置串口工作模式(如U0LCR、U0FCR)；这时就可以通过寄存器U0THR和U0RBR发送/接收数据了，发送/接收模块的状态信息可以通过U0LSR寄存器读取。
系统通过RS-485总线和LD4板卡通信，采用MAX3485作为RS-485总线控制器和LPC2114的UART1通信。MAX3485是3.3V供电的半双工收发芯片，将差分RS-485总线信号转换成ARM核能够接受的串口信号。为了实现和PC机通信，系统采用3.3V工作电压的MAX3232作为RS-232电平转换芯片。
LPC2114设计注意事项
LPC2114在开发的过程中有一些需要特殊注意的问题，总结如下：
(1)当用户程序写入Flash后不能运行时，首先，需要考虑中断向量表是否正确，中断向量表累加和必须为0。其次，需要考虑向量表的定位，向量表是否已经定位在0x00000000地址。然后，需要考虑MEMMAP寄存器的设置是否正确，否则中断无法执行。此外，还需要考虑ISP硬件条件是否满足，LPC2114的P0.14脚在#RESET为低时，该引脚线上的低电平将强制芯片进入ISP状态，硬件设计时必须在该引脚加10KW上拉电阻，否则，该引脚不稳定，对设备启动将会有影响。
(2)LPC2114共有46个GPIO，这些I/O可以任意配置，但是个别引脚开漏输出(P0.2、P0.3)，需加上拉电阻。另外，Flash存储器K9F2808状态输出引脚R/#B开漏输出，需加10KW的上拉电阻。
(3)LPC2114芯片加密后，只能通过ISP对芯片全局擦除后才能恢复JTAG调试以及下载等功能。当#RESET为低时，P1.26的低电平使P1.26~P1.31复位后作为调试端口，注意在P1.26引脚和地之间需接一个弱偏置电阻。
系统软件设计思想及注意事项
车辆检测系统ARM软件采用分层设计思想，整个软件由驱动程序和应用软件两部分构成。驱动程序部分封装了Flash操作、RS-485操作、实时时钟(RTC)操作、RS-232操作和I/O等操作。应用软件分成基本函数库和主程序。其中，主程序流程如图4所示。
在32位ARM核应用系统中，为了进行系统初始化，往往采用一个汇编文件作为启动代码，来实现堆栈、中断、系统变量、I/O初始化以及地址重映射等操作。开发平台ADS的策略是不提供完整的启动代码，不足部分需要开发人员自己编写。
系统设计的启动代码包含中断向量表、堆栈初始化以及相应的中断服务程序与C语言的接口。对LPC2114而言，为了使向量表中所有数据32位累加和为0 ，向量表中设置保留向量值，将中断向量表中的32个字节数累加，其中，保留向量值不用累加，然后取累加值的补码，这个补码的低32位就是保留向量的值。该保留向量值将被BOOT装载程序用作有效的用户程序关键字。当向量表中所有数据累加和为0时，且ISP外部硬件条件不满足时，BOOT装载程序将执行用户程序。
结语
本文基于PHILIPS公司的ARM7内核微处理器LPC2114实现了高速公路车辆检测系统的控制单元部分的设计。LPC2114使用简单、开发容易、具有较高的性价比，非常适用于嵌入式系统中。目前本系统已经推向市场，并取得了较好经济效益。
参考文献
1周立功等. ARM微控制器基础与实践.北京航空航天大学出版社. 2003. 11
2马忠梅等. ARM嵌入式处理器结构与应用基础.北京航空航天大学出版社.2002
近年来智能网联汽车快速发展，新技术不断涌现，与相关产业融合度持续提升，正在推动全球汽车产业发生深刻变革。为应对此种形势，欧、美、日等汽车工业发达国家和地区都加大了智能网联汽车的国际标准法规协调的参与力度，在联合国世界车辆法规论坛(UN/WP.29)和国际标准化组织(ISO)层面，智能网联汽车相关国际标准法规协调活动正快速推进。 为更有效地支撑上述组织的国际标准法规协调活动，2017年全国汽车标准
0215jiejie
|
发布于：2022-12-01
0评论
0赞
据苹果官网，苹果推出搭载M2芯片的新款iPadPro。 11英寸wifi版起售价为799美元，wifi+蜂窝网络版起售价为999美元；12.9英寸wifi版起售价为1099美元，wifi+蜂窝网络版起售价为1299美元。
0215jiejie
|
发布于：2022-10-19
0评论
0赞
全球五大车展之一巴黎车展时隔四年再度启幕。在这场被视为“全球汽车行业风向标”的盛会上，国内外汽车品牌云集，长城汽车、比亚迪等再次领衔中国汽车出海。 长城汽车欧洲区域总裁孟祥军表示：“欧洲是长城汽车最重要的海外市场之一，巴黎车展是长城汽车向欧洲市场展示GWM品牌和产品的最佳机会。长城汽车正在研究汽车行业碳排放的整个生命周期，到2025年，将推出50多款新能源产品，全力支持可再生能源使用，为全球用户
0215jiejie
|
发布于：2022-10-19
0评论
0赞
针对通配烟弹厂商的一系列诉讼的结果，将对生产通配烟弹的品牌未来在电子烟行业的发展产生深远影响。 10月1日，《电子烟强制性国家标准》正式实施，中国电子烟监管全面生效。而在电子烟行业进入规范化、法治化阶段前夕，一场围绕着通配烟弹的争论在行业里发酵。 “通配”是电子烟从业者约定俗成的概念。换弹式电子烟由烟杆和烟弹组成，“通配”烟弹指的是非品牌商生产、可与品牌烟杆匹配使用的烟弹。多位业内人士表示，被
0215jiejie
|
发布于：2022-10-19
0评论
0赞
采用金属感应引脚，专用于大电流应用中进行精确测量 全新分流电阻器专为电池管理系统、大电流工业控制和电动汽车充电站 提供高可靠性、高成本效益的解决方案 美国柏恩Bourns全球知名电子组件领导制造供货商，宣布新增12款CSM2F系列功率分流电阻器，扩展其产品组合。全新系列采用铆接通孔金属传感引脚，可满足大电流应用中对电压测试点精确定位日益增长的需求。最新型Bourns?CSM2F系列分流电阻器
0215jiejie
|
发布于：2022-10-18
0评论
0赞
元宇宙是个筐，啥都往里装，但区别在于有的像聚宝盆，有的像垃圾桶。国庆假期刚结束，中青宝“90后”董事长李逸伦便亲自上阵，玩起了元宇宙婚礼。靠着老板首秀和代言，中青宝顺势推出“MetaLove元囍”App，正式进军元宇宙婚礼赛道。 就产品而言，如同其他元宇宙产品，李逸伦的元宇宙婚礼“新奇与吐槽齐飞”：有人说是有趣的尝试，有人则认为像QQ炫舞结婚系统。要知道，QQ炫舞是一款推出了十余年的老游戏。
0215jiejie
|
发布于：2022-10-13
0评论
0赞
截至8月末，中国5G基站总数达210.2万个，中国5G发展已经进入下半场。随着5G加速融入千行百业，互动直播、vCDN、安防监控等场景率先大规模落地，车联网、云游戏、工业互联网、智慧园区、智慧物流等场景也快速走向成熟，这些更大流量、更低时延、更高性能的场景涌现，对边缘计算的刚性需求势必爆发。 GrandViewResearch预测，即使在新型冠状病毒肺炎疫情肆虐全球的背景下，边缘计算和5G网络市
0215jiejie
|
发布于：2022-10-13
0评论
0赞
商务部回应美商务部升级半导体等领域对华出口管制并调整出口管制“未经验证清单”
商务部新闻发言人10日就美商务部升级半导体等领域对华出口管制并调整出口管制“未经验证清单”应询答记者问。 有记者问：近日，美国商务部在半导体制造和先进计算等领域对华升级出口管制措施。同时，在将9家中国实体移出“未经验证清单”过程中，又将31家中国实体列入，请问中方对此有何回应？ 对此，商务部新闻发言人回应称，中方注意到相关情况。首先，通过中美双方前一阶段共同努力，9家中国实体zui终
0215jiejie
|
发布于：2022-10-13
0评论
0赞
今年1月，奔驰带来了VISIONEQSS概念车，其中控台采用了一块完全无缝的47.5英寸曲面显示屏，横贯整个A柱，令人印象深刻。今天，TCL华星正式官宣与奔驰达成合作，并认领了VISIONEQSS上这块全球首款横贯整个A柱曲面的车载显示屏。 根据TCL介绍，这款显示屏采用了完全无缝的超薄一体化设计，将仪表盘、中控与副驾娱乐显示融为一体，并能够与3D实时导航系统相辅相成。 同时，这块显示屏还采用
0215jiejie
|
发布于：2022-10-12
0评论
0赞
国庆假期后首日开盘，上证综指时隔5个月再次失守3000点，与此同时，半导体板块也再度走低，其中，北方华创、雅克科技等个股跌停。10月11日早盘期间，半导体板块持续下挫，北方华创、雅克科技再度跌停。截至下午收盘，北方华创、雅克科技维持跌停状态，华海清科、拓荆科技-U、盛美上海、清溢光电、海光信息的跌幅则超10%。同日，半导体板块中的119只个股中超五成呈现下跌趋势。 在半导体板块遭遇下挫的同时，北
0215jiejie
|
发布于：2022-10-12
0评论
0赞
//评论区