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- UID
- 1029342
- 性别
- 男
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3系统软硬件设计
下位机软件设计主要可分为数据采集模块、通信模块、键盘及LCD控制模块、开关量输出控制模块。限于篇幅只介绍数据采集模块的具体实现方式。ARM微控制器应用轮询方式进行模拟量和开关量的采集。通过设置定时器/计数器0中断，每次中断时间20毫秒，用于模拟量（AI）采样定时；定时器/计数器1中断，中断时间250毫秒，每次中断时扫描开关量输入（DI）状态．主程序开始时进行定时/计数器0，定时/计数器1，AD，DI等的初始化，初始化主要是设置定时器的中断方式（设置定时器0溢出中断，定时器1比较中断），外部中断INT0，INT1中断方式（INT0下降沿产生异步中断请求，INT1上升沿产生异步中断请求）；AD，DI处于可以接收模拟量和开关量的状态，然后程序进入循环状态，等待上位机控制信息的到来，如果有控制信息到来便把相应的标志位置 1，主程序跳转到相应的服务程序产生相应操作。
l 定时器0中断服务程序
定时器0中断主要完成模拟量的数据采集与平均值计算，其程序流程图如图2所示，具体为：定时器0中断时间为20毫秒，用于AD采样计时；当AD采样次数满 15次后判断采样结束标志，如果采样结束则计算平均值然后在LCD上进行显示后，产生AD中断，最后中断返回。
l 定时器1中断服务程序
定时器1主要完成扫描开关量输入状态，其中断程序流程图如图3所示．具体为：中断时间为250毫秒，如果有开关量输入，则置开关量输入标志为1，然后中断返回。
图2定时/计数器0中断服务程序流程图
图3定时/计数器1中断服务程序流程图
上位机监控管理软件设计采用分层结构，三个功能模块从下至上依次分布在三层之中．由下向上三层依次为底层，通信层和图形用户界面层（GUI层），如图4所示：
图4 上位机软件层次结构
系统设计在底层之上加通信层，这样就可以完成本系统自定义的通信协议，由于系统要完成数据采集功能，这里的通信层也包括了数据处理模块，这样做可以简化一些设计，减小代码编写量．通信层之上是图形用户界面层（GUI层），这层的功能是把数据流从通信层中读出来，以图形方式向用户表示，这样在用户使用系统的时候就会感到自由清晰，很好地完成工作。
本系统主要应用的是串行通信协议，这个协议是定义在物理层之上的，其具体协议行为发生在底层，我们不必关心它，只需对它的设置参数进行相应的设置．另外，为完成系统的功能要求还须自定义一个数据帧或命令帧格式．所以这里通信层中的通信协议包括了两方面的内容：一个是串行端口参数设置，另一个就是自定义的数据帧或命令帧。
串行端口设置参数主要有以下几个：波特率、数据位、奇偶校验位、停止位以及编码方式．本系统中的波特率设置为19200(＄2.0300) bit/s；数据位设置为8位；由于通信距离较近所以没有奇偶校验；停止位设为1位；编码方式采用ASCII码方式。这里的设置通过对Visual Basic 2005中SerialPort类中的公共属性BaudRate、DataBits、Parity、StopBits、Encoding的设置即可完成。
Visual Basic 2005 中的SerialPort类用于控制串行端口文件资源．它具有如下特性：提供同步 I/O 和事件驱动的 I/O，对管脚和中断状态的访问以及对串行驱动程序属性的访问。
4 结论
基于ARM核心的微控制器无论在运算速度还是系统实现成本上都优于传统的8位单片机。本文利用NXP公司ARM7微控制器LPC2478设计完成了家居网络的底层监控系统。本系统充分利用LPC2478的丰富片上资源，如LCD控制器、CAN总线接口，辅之简单的外围电路实现监控系统的硬件部分。整个监控电路板的实现成本及功耗体积相比8位单片机实现方案，大大缩小，很适合家居智能化的工程实施。另外本文还提出了PC机监控管理软件的通信层结构及实现细节，可以为家居智能化改造提供技术基础。 |
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