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利用现场可编程门阵列( FPGA)设计 CPU外设的译码电路，本终端采用 Xilinx XCS20芯片，该芯片具有 2万门，160个 IO端口，具有 JTAG调试端口，芯片不必脱离线路板就可以更新设计并下载逻辑电路程序。FPGA除了对 16C554的片选、多路选择开关、数模转换、FLASH芯片的译码外，还负责键盘输入、水浸、门状态、锁芯状态、出门按钮、红外、烟感信号的干结点开关信号输入，液晶显示输出，门锁和照明的控制，与实时时钟 HT1380的串行通信。
本终端通过两个异步通信芯片 16C554外扩 6个收发单元， 3个 RS232端口，连接通风系统、时隙提取设备和 GSM MODEM，2个 RS485端口，连接工业空调和智能电源，还有 1个独立的收发控制电路与拨号 MODEM接口。16C554内含 4个 16C550异步通信单元，每个单元独立控制发送与接收，且具有 16字节 FIFO以减少中断请求次数，波特率发生器可编程。本终端用了 6个 16C550单元，这六路通信中断接至 R8800的六个外部中断端口上，实现通信接收信息中断。
表征各种环境参量的传感器的输出信号经过预处理输出一系列的模拟信号，模拟信号经过多路选择开关送给 A/D转换芯片，A/D转换芯片把转换后的数据送入 FLASH芯片进行存储。
键盘选用通用 4×4按钮键盘，包括： 10个数字键、上下键、确认键、返回键。选择 8279芯片作为键盘接口芯片，它能自动完成键盘的扫描输入，能自动清除按键抖动，并实现多键同时按下的保护，减轻软件负担。液晶显示器件选择了带有接口芯片 ST7920的图形点阵式液晶显示模块 LCM12864，显示分辨率为 128×64，它具有多种接口方式和三种显示方式(图形方式、文本方式及图形和文本合成方式)，内部具有字符发生器，可管理 64K显示缓冲区及字符发生器，允许随时访问显示缓冲区。
2 监控终端的软件设计
2.1软件任务模块软件部分由 R8800控制程序和 FPGA程序组成。由于篇幅的限制，本文主要讨论基于 μC/OS-II的监控终端软件设计。
本系统采用μC/OS-II面向中小型的嵌入式操作系统。采用 μC/OS-II实时系统之后，程序的结构变得非常清晰，根据程序的功能划分出各个任务(task)，系统任务示意如图 2所示，利用μC/OS-II提供的信号量、邮箱等进行各个任务之间的同步、数据交换以及对共享资源进行保护[4]。
系统设计了开机任务，中断服务，用户任务。 |
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