基于ARM處理器和Linux操作系統(tǒng)的電磁流量計設(shè)計方案
2 硬件系統(tǒng)設(shè)計
基于低頻三值矩形波勵磁的電磁流量計的硬件結(jié)構(gòu)圖如圖2 所示。其中,CPU 核心模塊是系統(tǒng)軟件的運(yùn)行基礎(chǔ),F(xiàn)LASH 存儲器用于存儲可執(zhí)行程序的二進(jìn)制映像文件,供系統(tǒng)啟動時加載到SDRAM 內(nèi)存空間運(yùn)行; 由于硬件系統(tǒng)的復(fù)雜性,調(diào)試模塊加強(qiáng)了硬件系統(tǒng)的調(diào)試功能; 流量傳感器由一對勵磁線圈和一對對稱分布的檢測電極構(gòu)成。
圖2 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖
ARM9 處理器通過與其相連的D/ A 芯片產(chǎn)生低頻三值矩形波,勵磁線圈接受該低頻三值矩形波經(jīng)功率放大后的勵磁信號而產(chǎn)生感應(yīng)磁場,在電極上產(chǎn)生因流體切割磁力線而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢( 即測量信號) ,并將之送入信號輸入模塊進(jìn)行處理,信號輸入模塊對流量傳感器輸入的信號進(jìn)行放大、濾波及A/ D 采樣后輸入ARM9 處理器。系統(tǒng)由TFT 液晶顯示屏提供人性化的菜單顯示操作界面,結(jié)合鍵盤進(jìn)行人機(jī)交互; 同時具有以太網(wǎng)、USB 和RS 232 通信接口可輸出瞬時流量、累積流量和系統(tǒng)參數(shù)。
3 軟件系統(tǒng)設(shè)計
一個嵌入式Linux 系統(tǒng)從軟件的角度來看,通??梢苑譃樗膫€層次,如圖3 所示。
圖3 系統(tǒng)軟件總體結(jié)構(gòu)
引導(dǎo)加載程序:包括固化在固件中的Boo t 代碼( 可選) ,和Boo t Loader 兩大部分。
Linux 內(nèi)核:特定于嵌入式硬件平臺的定制內(nèi)核以及內(nèi)核的啟動參數(shù)。
文件系統(tǒng):包括根文件系統(tǒng)和建立于FLASH 內(nèi)存設(shè)備之上文件系統(tǒng),通常采用ramdisk 作為根文件系統(tǒng)。
用戶應(yīng)用程序:特定于用戶的應(yīng)用程序。有時在用戶應(yīng)用程序和內(nèi)核層之間可能還會包括一個嵌入式圖形用戶界面。
其中,引導(dǎo)加載程序是嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)的第一個環(huán)節(jié),它是操作系統(tǒng)和硬件的樞紐,為操作系統(tǒng)內(nèi)核的啟動提供了必要的條件和參數(shù); 引導(dǎo)加載程序的工作是初始化內(nèi)存以及必要的硬件設(shè)備,調(diào)用內(nèi)核加載器。從FLASH 中加載操作系統(tǒng)映像到SDRAM 中,并把控制權(quán)交給Linux ; 由Linux 對硬件系統(tǒng)做進(jìn)一步的初始化并控制應(yīng)用程序。
linux操作系統(tǒng)文章專題:linux操作系統(tǒng)詳解(linux不再難懂)
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