基于AT91RM9200的控制电路设计+文献综述(2)
AT91RM9200是Atmel公司基于arm920T核的高性能、低功耗16／32位RISC(精简指令集计算机)微处理器，内部集成丰富的外设资源，适用于要求外设资源丰富、功耗低、工作严格稳定的工业控制等方面，如嵌入式工业控制、医疗设备、网络通信、移动计算等。
1.2 控制系统要求
本控制系统需要与外围设备、信号处理系统、显示模块进行数据交换，同时要输出各种控制时序和控制编码。具体来说，控制系统需要满足以下要求：
(1) AD采样16路，数据精度8位，速率最高为1MHz。
(2) 具有三个串口。三个串口的参数均为：波特率115200，数据位8位，停止位1位，校验位无。
(3) 具有两个网络接口，其中网络接口1为自适应网口，速率为10Mb/s或100Mb/s，全双工，支持TCP/IP协议，能与PC建立连接。网络接口2速率为10Mb/s，全双工，与信号处理系统相连。
(4) 控制系统输出的控制码包括：频率控制字、增益控制字、功率控制字、基带带宽选择控制字等。输出控制时序包括：接收机闭塞、功放开启、发射开关控制、采样控制信号、信号处理板复位、基带激励信号产生等。
为了满足系统总体要求，本课题采用ARM与FPGA协同工作的方案。
本课题针对某设备设计控制系统的硬件和软件，要求系统具有高稳定性、宽温工作范围、丰富的接口以及实时处理数据的能力，AT91RM9200非常适合本系统主处理芯片的要求。基于AT91RM9200的控制系统具有体积小、低功耗、低成本、高性能、高稳定性等特点，能完全满足系统指标要求和设备量产要求。
1.3 控制系统组成
监测数据通过AD采样通道进入控制系统，以便控制系统掌握系统的工作状态。控制系统通过网络接口1和显示计算机相连，显示计算机可以显示系统的状态和目标信息，并能对控制系统发送控制命令。信号处理系统通过网络接口2和控制系统相连，控制系统从信号处理系统得到各种数据并能控制它的工作。FPGA作为ARM的一个外围设备，通过总线与ARM相连。微波组件的时序和码字控制由FPGA进行管理。其它外围设备通过串口与控制系统进行数据交换。控制系统的组成如图1.1所示。
图1.1 控制系统组成框图
1.4 本文内容及章节安排
本课题完成的工作主要包括硬件设计、软件设计和系统测试三个方面，本文也着重介绍这三方面：
硬件设计方面，以嵌入式微处理器AT91RM9200为核心进行硬件系统设计，包括AT91RM9200系统和FPGA系统电路设计。
软件设计方面，给出了各模块驱动程序、引导程序、中断处理向量和主程序的设计，从而实现该系统的各项功能。
系统测试方面，通过PC机上测试软件进行测试系统功能。
本文的主要结构如下：
第一章论述了本课题的研究背景，给出了系统要求，并介绍了系统组成，同时简述了本文内容和章节安排。
第二章根据系统功能要求，给出了系统的设计方案，并分别介绍了ARM和FPGA的硬件设计。
第三章详细分析了AT91RM9200的BootLoader设计及中断向量，并在此基础上完成各个功能模块程序的设计及主程序的设计。
第四章给出了系统的测试方案，测试过程以及系统测试的结果。
2 系统硬件设计
2.1 AT91RM9200系统硬件设计
2.1 AT91RM9200的系统框图
嵌入式系统的硬件架构是以嵌入式处理器为中心，由存储器、I/O设备、通信模块以及电源等必要的辅助接口组成。因此，基于AT91RM9200的嵌入式系统，硬件组成除了AT91RM9200外，还应该包含电源模块、时钟模块、复位模块、存储器模块、JTAG调试模块以及外围功能扩展模块。AT91RM9200系统框图如图2.1所示。