MVI56E-MCM描述了一種以軌道檢測儀的為應用目標的ARM7嵌入式系統的設計過程。以ARM7TDMI核的嵌入式處理器S3C44B0為中心,采用了CH375、MAX197等高性能外圍電路構建了系統的硬件平臺,運用ARM*的中斷處理機制實現了數據采集、數據處理和人機互交對軟件的實時性要求,該設計已成功的用于軌道檢測儀樣機。
關鍵詞:MVI56E-MCM;S3C44B0;快速中斷;軌道檢測儀
1 引言 MVI56E-MCM對鐵路軌道進行靜態幾何參數的檢測是鐵路部門的一項常規工作,使用便攜式軌道檢測儀能大幅降低檢測人員的工作量。這種智能測量技術不僅可以提高測量的精度和可信度,還能提供現場的和后續的軌道數據分析,*的提高了軌道檢測工作的質量和效率。
便攜式軌道測試儀對嵌入式計算機系統的功能和性能提出了許多新的需求:高實時性、高運算性能、高集成度、低功耗、低成本。傳統單片機系統雖然能完成一般的控制任務,但其運算能力太低,不足以滿足現場數據處理的要求,由基于SoC思想設計的ARM系列微處理器構成的嵌入式系統便能良好的滿足上述要求。
MVI56E-MCM核以高性能低功耗著稱,再配以IC制造廠商提供的大量片上外設,使得ARM系列處理器擁有非常優良的嵌入式應用性能。本設計中采用了三星公司制造的ARM7TDMI核處理器S3C44B0完成控制和運算工作,12位高性能AD轉換器MAX197完成傳感器信號的轉換,USB主控制器CH375完成數據到U盤的轉存,系統也包含了液晶屏、鍵盤、微型打印機等其他必要的外設。
MVI56E-MCM系統設計要求
2.1 測量原理
軌道檢測儀的測量原理如圖1所示,傳感器由一個裝有滾輪的機械支架固定,操作人員在軌道上推行該檢測儀。位移傳感器測量軌道AB之間的間距d,傾角傳感器測量軌道平面與水平面的傾角θ,光電編碼器被連接到一個滾輪上用于記錄當前的里程L。軌道檢測儀可以設置采樣間隔,范圍0.5m-1m。當里程達到采樣間隔時,將當前里程L、軌距d、超高h和三角坑t作為一條記錄保存起來。
機械支架在推行過程中會產生頻率較軌道傾角變化頻率高很多的振動,因此需要對傾角信號進行濾波處理才能減小測量誤差。
圖1軌道測量原理圖
RELIANCE ELECTRIC 2EC4040 USPP 2EC4040
WESTINGHOUSE SMAN3FN4G1-C200?MB44P1 USPP SMAN3FN4G1C200M?B
SQUARE D 8539-SFW44-V81C?FF4H30P1TX11 USPP 8539SFW44V81CFF?4
MEASUREX 80360206-001 USPP 80360206001
GIDDINGS & LEWIS 401-34328-01 USPP 4013432801
REXROTH PE110 NSFP PE110
SIEMENS 6ES7-416-2XK00-?0AB0 USPP 6ES74162XK000AB?0
WESTINGHOUSE NLM-700B-06 USPP NLM700B06
BAILEY CONTROLS IMMFP-01 USPP IMMFP01
GENERAL ELECTRIC 531X305NTBAPG1 NSPP 531X305NTBAPG1
BELL MARK EY3201 USPP EY3201
IRCON R-25F05-0-1-1-2?2-0/200 NSPP R25F
ALLEN BRADLEY 1336-BDB-SP3D FNFP 1336BDBSP3D
ALLEN BRADLEY 1336E-B050-AE-E?N-HA2-L8E USPP 1336EB050AEENHA?2