本设计以ARM7微处理器为核心,采用ARM7中的高速A/D为测压单元,提高了数据传输的可靠性;数据结果通过LCD实时显示,显示方式友好直观;采用RAM和UART分别存储和传输数据,实现了监测数据的长期存储和与PC的通信传输。采用31/2位或41/2位段位式LCD液晶数码显示器的仪表已不罕见,但段位式LCD显示器的功能较局限。对于多功能的智能仪表,采用点阵式LCD液晶显示模块,可提供更为丰富灵活的显示内容。点阵式LCD显示模块是一种集显示、控制与驱动与一体的显示器件。为了简化电路,充分发挥ARM的性能,采用了320×240的16级灰度LCD。
系统总体方案设计
本系统要求软件完成的功
该设计涉及一个嵌入式系统,其核心是基于ARM7微处理器的电压示波系统,用于实时显示和处理电压数据。系统的关键特点是采用高速A/D转换器,提升了数据传输的可靠性,同时通过LCD显示屏实现直观的数据展示。LCD选择了点阵式设计,具有320x240像素和16级灰度,提供了丰富的显示能力,相比于传统的段位式LCD,其功能更加灵活。数据存储使用RAM,而UART则负责与PC的通信,确保长期数据存储和实时通信。
系统设计中,软件部分需要完成以下功能:
1. 实时数据采集:系统需能持续捕获外部电压的实时数据。
2. 数据处理:采集的数据经过A/D转换后实时处理,并动态显示。
3. LED显示与RTC功能:利用LED显示信息,并集成实时时钟功能。
4. 报警处理:对比实时数据和预设的最大电压值,超限时触发报警。
5. 最大值记录:保存并显示实时数据中的最大值。
6. EEPROM数据读写:保存和读取历史数据。
7. 串口数据传输:通过按键发送100位实时数据至PC。
系统软件结构基于μC/OS-II操作系统,分为4个模块:
- A/D采集模块:负责数据采样和存储。
- LED显示和按键处理模块:处理数据,转换成可读参数,并响应按键操作。
- LCD显示模块:在LCD上呈现各种参数。
- 报警、存储及串口处理模块:处理实时数据,管理报警、存储和串行通信。
硬件部分包括:
- LCD显示部分:采用STN LCD或TFT LCD,其中STN LCD是常见的单色模块,而TFT LCD提供真彩色显示,可能需要额外的LCD驱动板。
- LED显示与键盘模块:使用8位LED数码管显示和8位键盘输入,通过SPI总线简化设计。
软件设计上,采用高性能的LPC2138 ARM芯片,其内置4路A/D转换器,通过调整Fpclk频率和A/D转换设置,提高了采样速率,使系统对外部电压变化的响应更迅速。软件任务被划分为6个独立的任务,以提高系统的效率和模块化。
该设计构建了一个高效、直观的嵌入式电压监测系统,结合了ARM7的强大处理能力和点阵式LCD的灵活显示,实现了数据采集、处理、显示、存储和通信的完整流程。