2.1处理器选型
VMIVME-7807-414001工业中嵌入式控制器的应用较为广泛,由于处理器是控制器的核心,因此不同类型的处理器有着不同的应用基础。嵌入式处理器主要分为四类,嵌入式微处理器,嵌入式微控制器,嵌入式DSP,嵌入式片上系统SOC[3]。但是随着工业控制中对嵌入式控制系统要求越来越高,控制算法越来越复杂,目前形成了以ARM微处理器应用最广泛的现状。该系列的处理器中,ARM7主要应用于工业控制、Internet设备、网络和调制解调器设备、移动电话等多种多媒体和嵌入式应用中;ARM9主要应用于无线设备、仪器仪表、安全系统、机顶盒、高端打印机、数字照相机和数字摄像机等;ARM10E系列微处理器主要应用于下一代无线设备、数字消费品、成像设备、工艺控制、图形和信息系统等领。本文以Philips公司的LPC2880芯片为处理器,它是ARM7系列中的一员,它具有以下特点:8kB高速缓存,64kB SRAM,工作频率可达60MHz;外部存储器控制器支持flash,SRAM,ROM,和SDRAM;2个带可选预分频器的32位定时器;Boot ROM允许执行flash代码、外部代码;允许通过USB进行flash编程等。
VMIVME-7807
2.2电源电路设计
LPC2880处理器芯片内核芯片需要工作电压为1.8V ,I/0接口的工作电压为3.3V,以高电压为判断依据,因此系统应设计成3.3V应用系统。其实现方法如下:用一个220V到9V的变压器将办公用电转换成直流9V电源,然后将9V直流电源由从另一电源接口输入,并使用二极管用来防止电源反接,经过二次滤波后,通过由美国国家半导体公司生产的LM2575开关电源芯片将电源稳压到5V。最后将5V电源经过低压差电源芯片稳压输出为3.3V和1.8V电压。其中低压差电源芯片可以采用Sipex公司生产的SPX1117系列芯片SPX1117M3-3.3和SPX1117M3-1.8,其特点为输出电流大,输出电压精度高,稳定性高。精度在正负±1%,还具有电流限制和热保护功能。
2.3系统时钟电路,复位电路的设计
VMIVME-7807-414001时钟电路在嵌入式控制系统中往往因为市场而决定,在工业控制中,由于机械造价昂贵,嵌入式系统中设计时钟电路就可以控制机械的运行时间,迫使买家按时付款[4]。对于LPC2880处理器而言,通过内部PLL电路可调整系统时钟,使系统运行速度更,达到最高运行频率即60MHz,它可使用外部晶振或外部时钟源。若不使用片内PLL功能,则外部晶振频率为1~30MHz,外部时钟频率为1~50MHz,若使用片内PLL功能，则外部晶振频率为10~25MHz,外部时钟频率为10~25MHz。对于复位电路,其设计一定要使系统能够充分复,保证系统可靠工作因为LPC2880芯片具有高速、低功耗、低工作电压导致其噪声容限低的特点,使得其对电源的纹波、瞬态响应性能、时钟源的稳定性、电源监控可靠性等有更高的要求。复位电路的设计一定要使系统能够充分复位,保证在各种复杂情况下稳定可靠的工作。本文中复位电路采用由CATALYST公司生产的专用电源监控芯片CAT1025Jl-30(复位门槛电压为3.0~3.15V)。
