基于ARM處理器和CAN總線的電子結(jié)算終端設(shè)計(jì)

摘要：為了使農(nóng)副產(chǎn)品電子交易系統(tǒng)滿足交易管理、資金結(jié)算及市場各項(xiàng)費(fèi)用的收繳，同時(shí)最大限度的提高交易的效率，提出一種新的數(shù)字交易終端，它是以ARM7處理器LPC2292為核心，分別采用SJAI000和PCA82C251作為CAN協(xié)議控制器和與物理總線之間的接口，移植了嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC／OS-Ⅱ來管理不同的任務(wù)模塊，提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性及可靠性。經(jīng)現(xiàn)場檢驗(yàn)和運(yùn)行，系統(tǒng)具有良好的實(shí)用性，可用于諸多電子結(jié)算領(lǐng)域。
關(guān)鍵詞：ARM7；LPC2292；CAN總線；μC／OS-Ⅱ

0 引言
農(nóng)副產(chǎn)品電子交易系統(tǒng)數(shù)字交易終端簡稱為IC卡智能交易一體機(jī)或者POS機(jī)。它應(yīng)用在農(nóng)副產(chǎn)品交易過程中，系統(tǒng)在供電和通信正常的情況下，可以為買賣雙方提供可靠、快捷、方便的交易平臺。買賣雙方在IC卡交易終端機(jī)上進(jìn)行交易，數(shù)字交易終端機(jī)通過讀取并處理電子磅秤的數(shù)據(jù)能進(jìn)行同一品種多筆累加過磅、去皮、預(yù)置去皮、按公斤過磅。IC卡數(shù)字交易終端在交易過程中自動識別買賣雙方管理費(fèi)費(fèi)率，將交易雙方的成交金額自動從買方IC卡轉(zhuǎn)入賣方IC卡中，并從雙方IC中自動扣除市場應(yīng)收的管理費(fèi)。

1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
電子結(jié)算系統(tǒng)是一個(gè)實(shí)時(shí)性很強(qiáng)的系統(tǒng)，如果邏輯和時(shí)序出現(xiàn)偏差將會引起嚴(yán)重后果。本文搭建一個(gè)集讀卡、顯示、鍵盤、稱重、打印及通信功能于一體的新型電子結(jié)算終端。
在硬件上采用了Philips公司的LPC2292為中心處理器，并利用PCA82C251實(shí)現(xiàn)CAN協(xié)議控制器和物理總線之間的接口，使POS機(jī)具有雙向通信的能力。在軟件上，移植了嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC／OS-Ⅱ，以實(shí)現(xiàn)多任務(wù)調(diào)度的優(yōu)勢。在嵌入式平臺上，寫入控制程序完成對于各個(gè)功能模塊的控制，以滿足處理設(shè)備具有較高的處理速度和處理能力的要求，并且具備了較強(qiáng)的實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度能力。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)的硬件平臺主要由嵌入式處理器、電源、CAN總線接口以及各種外部設(shè)備等組成，系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

2．1 微處理器
主控芯片選用ARM7系列微處理器LPC2292。LPC2292是基于一個(gè)支持實(shí)時(shí)仿真和嵌入式跟蹤的32／16位ARM7TDMI-S核的微處理器，它對代碼規(guī)模有嚴(yán)格控制的應(yīng)用可使用16位Thumb模式將代碼規(guī)模降低超過30 ％，而性能的損失卻很小。帶有16 KB片內(nèi)靜態(tài)RAM，256 KB片內(nèi)FLAsH程序存儲器。128位寬接口／加速器。2個(gè)互連的CAN接口，帶有先進(jìn)的驗(yàn)收濾波器，多達(dá)112個(gè)通用IO口(可承受5 V電壓)，9個(gè)邊沿或電平觸發(fā)外部中斷引腳。多個(gè)串行接口，包括2個(gè)16C550工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)UART、高速I2C接口(400 Kb／s)和2個(gè)SPI接口。內(nèi)部集成PWM單元、實(shí)時(shí)時(shí)鐘和看門狗等。豐富的片內(nèi)資源，使得LPC2292特別適用于工業(yè)生產(chǎn)控制、醫(yī)療系統(tǒng)、訪問控制和POS機(jī)。
2．2 電源和復(fù)位電路
為了保持各自電源的純潔，采用LPC2292的內(nèi)核和片內(nèi)外設(shè)分別由1．8 V和3．3 V供電。LDO芯片采用了SPX1117M3-1．8，SPX1117M3-3．3，其特點(diǎn)為輸出電流大，輸出電壓精度高。由于LPC2292ARM7控制器具有獨(dú)立的模擬電源，模擬地引腳，為了降低噪聲和出錯(cuò)機(jī)率，模擬電源與數(shù)字電源應(yīng)該隔離，所以使用了10 mH電感實(shí)現(xiàn)隔離，并在設(shè)計(jì)PCB時(shí)采用大面積敷地，以降低噪聲。圖2和圖3分別為1．8 V和3．3 V的電源接口電路。