基于ARM處理器和Linux操作系統(tǒng)的電磁流量計(jì)設(shè)計(jì)方案

　　2 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　基于低頻三值矩形波勵磁的電磁流量計(jì)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(shí)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(shí)具有以太網(wǎng)、USB 和RS 232 通信接口可輸出瞬時(shí)流量、累積流量和系統(tǒng)參數(shù)。

　　3 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　一個(gè)嵌入式Linux 系統(tǒng)從軟件的角度來看，通?？梢苑譃樗膫€(gè)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(shí)在用戶應(yīng)用程序和內(nèi)核層之間可能還會包括一個(gè)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(gè)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。