基于ARM7的轨道检测仪的嵌入式系统设计

描述了一种以轨道检测仪的为应用目标的ARM7嵌入式系统的设计过程。以ARM7TDMI核的嵌入式处理器S3C44B0为中心，采用了CH375、MAX197等高性能外围电路构建了系统的硬件平台，运用ARM特有的中断处理机制实现了数据采集、数据处理和人机互交对软件的实时性要求，该设计已成功的用于轨道检测仪样机。 【轨道检测仪嵌入式系统设计】基于ARM7的轨道检测仪嵌入式系统设计是一项针对铁路轨道静态几何参数检测的创新技术。该系统利用ARM7TDMI核的嵌入式处理器S3C44B0为核心，构建了一个集数据采集、处理和人机交互于一体的高效硬件平台。通过集成CH375 USB主控制器和MAX197高性能AD转换器，实现了数据的快速准确采集和转换，满足了实时性需求。 在铁路轨道检测领域，便携式检测仪大大提升了工作效率和测量精度。系统需具备高实时性、高运算性能、高集成度、低功耗和低成本的特点。传统的单片机无法满足复杂的现场数据处理需求，而基于System-on-Chip（SoC）理念的ARM处理器，特别是ARM7系列，以其高性能和低功耗优势成为理想选择。S3C44B0处理器具有丰富的片上外设，能够有效支持嵌入式应用。 系统设计包括以下几个关键部分： 1. **测量原理**：轨道检测仪通过位移传感器、倾角传感器和光电编码器来获取轨道信息，传感器数据经过AD转换和滤波处理，减少机械振动引起的测量误差。 2. **性能需求**：系统需具备33Hz的AD采样频率，实时滤波运算，以及定时器功能。12位AD转换器保证了数据的精度，同时实现U盘存储、打印、时钟、液晶显示和键盘输入。 3. **硬件设计**：硬件平台围绕S3C44B0构建，包括Nor Flash和SDRAM存储器，以及MAX197 AD转换器和CH375 USB接口芯片。MAX197提供高精度和高速率的转换，而CH375则实现了数据向U盘的快速传输。硬件设计还需注意电源管理，确保低功耗和设备兼容性，通常采用总线收发器和缓冲器来解决电平匹配问题。 3. **电源管理**：为了延长便携设备的运行时间，高效电源管理至关重要。设计应考虑低功耗组件的选择和优化电源分配策略。 基于ARM7的轨道检测仪嵌入式系统通过精心设计的硬件和软件架构，成功地实现了铁路轨道检测的自动化和智能化，提升了轨道检测的精度和效率，降低了工作人员的劳动强度，是现代铁路维护的重要工具。