數(shù)字電路與嵌入式系統(tǒng)設計與應用研究

任杰 中國人民解放軍第五三一一工廠

嵌入式系統(tǒng)是對傳統(tǒng)計算機系統(tǒng)運行進行一定革新而建立的運行體系，可結合使用需求而設置相應的硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)。為高速數(shù)字電路設計提供了一定思路。

一、數(shù)字電路與嵌入式系統(tǒng)設計思路

運用AD 轉換器在ARM 芯片的運用之下，將信號轉換為數(shù)字信號，并將其顯示在數(shù)字窗口之中。對電路擴展進行AD 采樣，關注滑動變阻器阻值的變化特征，據(jù)此而得到不同的模擬信號。將得到的信號通過AD轉換之后得到數(shù)字信號，通過串口通信將結果輸出。設計思路圖見圖1。

圖1 AD轉換數(shù)字信號思路圖

二、數(shù)字電路與嵌入式系統(tǒng)硬件設計

硬件設計過程中，結合系統(tǒng)要求配置時鐘電路、電源系統(tǒng)以及復位電路等。

運用LPC2124 芯片，運用超小LQFP64封裝的包裝方式，屬于16/32 位ARM7 TDMI-S 核，128 位寬度接口/加速器工作頻率60MHz，32/64/128/256/512kB 卡內具有l(wèi)ash 程序存儲器。

在片內RealMonitor 軟件上運用之下，嵌入式跟蹤接口可實時調試代碼并進行有效跟蹤。10 位A/D 轉換器具有16 路模擬輸入的操作方式。建立多個16 路模擬輸入，包括兩個400kbit/sI2C 總線、SSP、SPI、兩個16C550 工業(yè)標準UART。CPU 操作電壓范圍在3.0～3.6V（3.3V±10%），/O 口最大可承受電壓為5V。

三、數(shù)字電路與嵌入式系統(tǒng)設計與應用研究

（一）硬件觸發(fā)轉換

ADCR 中BURST 位START 字 段 范圍 為010-111，在P0.16 或P0.22 管 腳、或AT0.1、0.3、1.0、1.1 匹配信號跳變時，啟動并轉換一次AD 轉換器?？梢栽趦蓚€匹配管腳或者4 個匹配信號中的任意一個指定邊沿轉換。邊沿檢測邏輯設置為端口的管腳狀態(tài)或選擇的匹配信號。

（二）UART0 串行通信

LPC2124 中具有兩個符合要求的LPC 2124、LPC2124。LPC2124 能 夠 實 現(xiàn) 有 效的軟件流控制，接收器FIFO 出發(fā)點包括1、4、8、14 字節(jié)。管腳描述如表1：

UART 操作過程中，首先設置I/O 連接至UARTx，建立串口工作模式，包括UxFCR、UxLCR，串口波特率具有UxDLL、UxDLM兩種，檢查串口狀態(tài)字UxLSR。

表1 UART0 串行通信中管腳描述情況

（三）電壓基準電路

基準電路設計中電壓源設計為Lm385，電路工作中的電源電壓范圍15цA–20mA，15ц A為最低的工作范圍。電壓溫度系數(shù)設置為30ppm，初始電壓精度設置為1—2%。封裝運用T092 或者DIp。動態(tài)電阻最大設置為1Ω，一般數(shù)值設置為0.6Ω。

基準電壓源設置為ICL8069，設計過程中對電壓源設計四個檔位，分別是ICL8069A檔、ICL8069B 檔、ICL8069C 檔、ICL8069D檔。溫度系統(tǒng)則相應設置為10ppm、25ppm、50ppm、100ppm。運行中具有較為良好的穩(wěn)定性，50цA–5mA 工作范圍內變化狀態(tài)下，VREF的最小變化范圍低于20mV?；鶞孰妷涸O置為1.235V，最小值與最大值分別為1.20V、1.25V，工作中電流的范圍在50цA–5mA。運行中噪音不大，噪聲電壓有效值低于5цV，典型的動態(tài)阻抗數(shù)值1Ω。可調式基準電壓為LM336，電壓典型數(shù)值5.00V、2.64V，長期穩(wěn)定性在20ppm，精度范圍在±1%。

通過外部電路調整可達到最為適宜的電壓溫度系統(tǒng)與基準電壓數(shù)值，可通過兩只硅二極管與精密電位器等建立溫度補償電路，降低電路運行中的溫度系數(shù)。正負電壓基準設置為并聯(lián)調整式電路。

四、結束語

嵌入式系統(tǒng)能夠為專用特定應用應用而設計專用計算機系統(tǒng)，在電路系統(tǒng)設計中運用較為廣泛，能夠迎合目前電力系統(tǒng)設計的需要，在目前很多領域中均廣泛應用。