一種基於armcortex-m3晶片的儀表的製作方法
2024-01-22 06:32:15
專利名稱：一種基於arm cortex-m3晶片的儀表的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種基於ARM C0RTEX-M3晶片的儀表，用於需要圖文顯示以及觸摸輸入功能的各種儀器儀表主機。
背景技術：
現有的力矩限制器大多採用8位內核的CPU來設計的，其晶片資源有限，容量小， 速度慢。在成本受限、體積受限的前提下，難以滿足用戶對儀表不斷提高的功能需求，比如彩色及動態圖形顯示、漢字輸入、觸摸輸入、USB及文件支持、語音提示等功能。
發明內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種基於ARM C0RTEX-M3晶片的儀表，採用32位高速ARM corTex-M3核心的處理器系列(如STM32F、LM3等系列)實現彩色顯示、漢字及觸摸輸入、USB及文件支持、語音提示、紅外遙控、支持485/232/CAN通信等功能。本實用新型的目的是這樣實現的一種基於ARM C0RTEX-M3晶片的儀表，微處理器模塊連接控制板模塊，控制板模塊連接觸控螢幕和顯示屏，所述微處理器模塊連接有 RS-485接口晶片、CAN接口晶片、USB接口、FLASH存儲器，所述微處理器模塊設有多個IO接口，IO接口連有光耦，所述微處理器模塊連有信號採集模塊、乙太網接口模塊、LED燈、外擴 SRAM模塊、濾波/功放模塊、紅外接收模塊、穩壓及電源管理模塊。所述微處理器模塊與控制板模塊、FLASH存儲器通過FMSC並口連接。所述微處理器模塊的UART接口與RS-485接口晶片，通過DB9接口與外部的485 接口設備連接。所述微處理器模塊的SPI 口與傳感器信號處理單元(PGA/ADC)連接。所述微處理器模塊通過485接口訪問DB9接口，與外界485接口的信號採集裝置或智能傳感器連接。所述微處理器模塊的SPI 口與乙太網接口模塊連接，乙太網接口模塊連接RJ-45接口。所述微處理器模塊的乙太網接口直接連接RJ-45接口。所述微處理器模塊的FMSC並口與外擴SRAM模塊連接。所述微處理器模塊的DA輸出與濾波/功放模塊連接。所述穩壓及電源管理模塊分別連接控制板模塊、RS-485接口晶片、CAN接口晶片、 USB接口、FLASH存儲器、光耦、LED燈、信號採集模塊、外擴SRAM模塊、濾波/功放模塊以及紅外接收模塊。本實用新型一種基於ARM C0RTEX-M3晶片的儀表採用32位高速ARM corTex_M3 核心的處理器(如STM32F103、LM3系列)，使儀表的處理速度大大提高，支持彩色觸摸人機互動界面，進行簡單的動態圖形顯示，使用戶的操作更加方便和人性化。而且因為晶片採用 QPF封裝、生產、維修成本低，非常適合個性化強，批量小的儀表產品使用。價格低廉、資源豐富、性能出色，使得產品在實現更多的功能應用時，具有較好的性價比。並能實現網絡連接、 遠程升級及控制等功能。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明
圖1為本實用新型裝置連接圖。
具體實施方式
一種基於ARM C0RTEX-M3晶片的儀表，微處理器模塊連接控制板模塊，控制板模塊連接觸控螢幕和顯示屏，所述微處理器模塊連接有RS-485接口晶片、CAN接口晶片、USB接口、FLASH存儲器，所述微處理器模塊設有多個IO接口，IO接口連有光耦，所述微處理器模塊連有信號採集模塊、乙太網接口模塊、LED燈、外擴SRAM模塊、濾波/功放模塊、紅外接收模塊、穩壓及電源管理模塊。1)、顯示部分核心器件ARM M3微處理器模塊與控制板模塊通過FMSC並口連接並交換顯示數據和觸摸信息，控制板模塊與觸控螢幕連接，讀取觸控螢幕的觸摸信息。控制板模塊與顯示屏連接，將微處理器模塊發出的顯示數據在顯示屏上顯示出來。顯示屏可以使彩色TFT顯示屏或單色LSTN屏，以滿足不同使用環境的要求。2)、微處理器模塊的UART接口與RS-485接口晶片，通過DB9接口與外部連接的 485接口設備通信，交換數據。 3 )、微處理器模塊的CAN接口與CAN接口晶片連接，CAN接口晶片與DB9接口連接， 實現主機與外部CAN接口設備的連接和通信。4)、微處理器模塊的USB接口與USB接口連接，與外部連接的USB設備，如U盤交換數據。實現文件讀寫、軟體下載升級、數據轉存等功能。5)、微處理器模塊的FMSC並口與外部大容量FLASH存儲器連接，FLASH存儲器存放有漢字庫、語音、圖像等數據。6)、微處理器模塊的多個IO 口與光耦連接，光耦組將外界的多個開關量狀態電隔離後輸入給微處理器模塊的對應IO 口，使微處理器模塊能夠隨時檢測外界的開關量狀態和變化。7)、微處理器模塊的IO 口與光耦連接，。光耦將外界的開關量狀態電隔離後輸入給微處理器模塊的IO 口，使微處理器模塊能夠隨時檢測外界的開關量狀態和變化。8)、傳感器信息採集通過讀取的傳感器輸出數據來計算取得被測量的物理量，傳感器數據的取得方式有兩種方案方案1 :內置採集方式微處理器模塊的SPI 口與傳感器信號處理單元(PGA/ ADC)連接，傳感器信號處理單元(PGA/ADC)將傳感器接口上的傳感器信號放大、轉換為數字量。微處理器模塊通過SPI 口操作和訪問傳感器信號處理單元(PGA/ADC)，取得傳感器的輸出數值。傳感器信號處理單元(PGA/ADC)及傳感器接口根據實際配置可能為一組，甚至多組，但都共用一個SPI 口。方案2 外置採集方式微處理器模塊通過RS-485接口訪問DB9接口與外界485接口的信號採集裝置或智能傳感器，讀取該裝置採集的傳感器數據。這種方式的好處是適應性強，在不修改儀表硬體的條件下，通過外部增減採集裝置或智能傳感器的手段，方便的滿足不同的傳感器數量的應用。9)、乙太網連接微處理器模塊通過RJ-45接口與外界進行高速數據交換，可實現儀表與設備的區域網連接，實現軟體、數據的下載、上傳等操作。根據微處理器模塊所用具體晶片型號的不同，有兩種連接方案方案1 使用STM32F103系列MCU 微處理器模塊的另一個SPI 口與EN(^8J60乙太網接口模塊連接，乙太網接口模塊連接到RJ-45 口連接。方案2 使用LM3S6000/8000系列MCU 微處理器模塊的乙太網接口直接與RJ-45 接口連接。10)、微處理器模塊的3個IO 口連接3個LED燈，指示儀表的運行狀態。11)、微處理器模塊的FMSC並口與外擴SRAM模塊連接。當軟體複雜到需要大量內存，而微處理器模塊的內置RAM不足時，使用外擴SRAM模塊來運行需要大內存的複雜程序。12)、所述微處理器模塊的DA輸出與濾波/功放模塊連接。由PWM 口輸出語音信息，經濾波/功放模塊過濾放大後，推動揚聲器發聲，完成語音提示功能。13)、微處理器模塊的一個IO 口與紅外接收模塊連接，接收紅外接收模塊傳來的遙控器信息，通過軟體解調遙控數據，實現遙控功能。可以方便司機在儀表安裝的位置較高或較遠，不方便直接手動操作儀表時。14)、穩壓及電源管理模塊將電源電壓轉換輸出為儀表電路上各晶片和電路單元所需要的穩定電壓後，向相應的電路單元和晶片提供穩定的電壓。穩壓及電源管理模塊的輸出電壓分別連接到微處理器模塊、控制板模塊、RS-485接口晶片、CAN接口晶片、USB接口、FLASH存儲器、光耦、LED燈、信號採集模塊、外擴SRAM模塊、濾波/功放模塊、揚聲器以及紅外接收模塊。
權利要求1.一種基於ARM C0RTEX-M3晶片的儀表，其特徵在於微處理器模塊連接控制板模塊，控制板模塊連接觸控螢幕和顯示屏，所述微處理器模塊連接有RS-485接口晶片、CAN接口晶片、USB接口、FLASH存儲器，所述微處理器模塊設有多個IO接口，IO接口連有光耦，所述微處理器模塊連有信號採集模塊、乙太網接口模塊、LED燈、外擴SRAM模塊、濾波/功放模塊、紅外接收模塊、穩壓及電源管理模塊。
2.根據權利要求1所述一種基於ARMC0RTEX-M3晶片的儀表，其特徵在於所述微處理器模塊與控制板模塊、FLASH存儲器通過FMSC並口連接。
3.根據權利要求1所述一種基於ARMC0RTEX-M3晶片的儀表，其特徵在於所述微處理器模塊的UART接口與RS-485接口晶片，通過DB9接口與外部的485接口設備連接。
4.根據權利要求1所述一種基於ARMC0RTEX-M3晶片的儀表，其特徵在於所述微處理器模塊的SPI 口與傳感器信號處理單元(PGA/ADC)連接。
5.根據權利要求1所述一種基於ARMC0RTEX-M3晶片的儀表，其特徵在於所述微處理器模塊通過485接口訪問DB9接口，與外界485接口的信號採集裝置或智能傳感器連接。
6.根據權利要求1所述一種基於ARMC0RTEX-M3晶片的儀表，其特徵在於所述微處理器模塊的SPI 口與乙太網接口模塊連接，乙太網接口模塊連接RJ-45接口。
7.根據權利要求1所述一種基於ARMC0RTEX-M3晶片的儀表，其特徵在於所述微處理器模塊的乙太網接口直接連接RJ-45接口。
8.根據權利要求1所述一種基於ARMC0RTEX-M3晶片的儀表，其特徵在於所述微處理器模塊的FMSC並口與外擴SRAM模塊連接。
9.根據權利要求1所述一種基於ARMC0RTEX-M3晶片的儀表，其特徵在於所述微處理器模塊的DA輸出與濾波/功放模塊連接。
10.根據權利要求1所述一種基於ARMC0RTEX-M3晶片的儀表，其特徵在於所述穩壓及電源管理模塊分別連接控制板模塊、RS-485接口晶片、CAN接口晶片、USB接口、FLASH存儲器、光耦、LED燈、信號採集模塊、外擴SRAM模塊、濾波/功放模塊以及紅外接收模塊。
專利摘要一種基於ARM CORTEX-M3晶片的儀表，微處理器模塊連接控制板模塊，控制板模塊連接觸控螢幕和顯示屏，所述微處理器模塊連接有RS-485接口晶片、CAN接口晶片、USB接口、FLASH存儲器，所述微處理器模塊設有多個IO接口，IO接口連有光耦，所述微處理器模塊連有信號採集模塊、乙太網接口模塊、LED燈、外擴SRAM模塊、濾波/功放模塊、紅外接收模塊、穩壓及電源管理模塊。本實用新型裝置採用32位高速ARM corTex-M3核心的處理器，使儀表的處理速度大大提高，支持彩色觸摸人機互動界面，進行簡單的動態圖形顯示，使用戶的操作更加方便和人性化。並能實現網絡連接、遠程升級及控制等功能。
文檔編號B66C23/88GK202038816SQ20112012842
公開日2011年11月16日 申請日期2011年4月27日 優先權日2011年4月27日
發明者閆巍, 黃奎 申請人:宜昌市凱諾科技開發有限公司