增強(qiáng)型R5000彩色中長圖無紙記錄儀簡介

經(jīng)過十多年的發(fā)展，無紙記錄儀已經(jīng)發(fā)展到彩色大屏幕液晶、大容量存儲(chǔ)并可外接擴(kuò)展存儲(chǔ)、滿足多通道輸入的階段。

市場(chǎng)對(duì)無紙記錄儀的要求越來越高，無紙記錄儀的功能也越來越豐富。基于8位單片機(jī)的硬件平臺(tái)在日益高漲的要求下顯得捉襟見肘，選擇一種基于高性能處理器的硬件平臺(tái)成了無紙記錄儀發(fā)展的需要，這種硬件平臺(tái)可以使無紙記錄儀采用更加優(yōu)化的軟件體系結(jié)構(gòu)，為儀表功能的擴(kuò)展提供保障。

目前市場(chǎng)上逐步流行的ARM嵌入式處理器給我們提供了良好的選擇。ARM嵌入式處理器是一種高性能、低功耗的32位RISC芯片。其主要特點(diǎn)是：具有大量的寄存器；絕大多數(shù)操作都在寄存器中進(jìn)行；尋址方式簡單；采用固定長度的指令格式；在同一條數(shù)據(jù)處理指令中包含算術(shù)邏輯處理單元和移位處理；使用地址自動(dòng)增減來優(yōu)化程序中循環(huán)處理；可以批量傳輸數(shù)據(jù)；所有指令都可以根據(jù)前面指令執(zhí)行結(jié)果決定是否執(zhí)行。32位的ARM芯片以其卓越的性能、低廉的價(jià)格和廣泛的應(yīng)用，為無紙記錄儀提供了新的解決方案。我們?cè)谘兄圃鰪?qiáng)型R5000中長圖彩色無紙記錄儀時(shí)，選擇了性價(jià)比較優(yōu)的以ARM7TDMI為內(nèi)核的at91m40800。

在硬件的構(gòu)建上我們采用了主從機(jī)的結(jié)構(gòu)。主機(jī)以at91m40800ARM芯片作為硬件平臺(tái)，具有大容量的FLASH和CF卡接口、液晶顯示屏驅(qū)動(dòng)接口、鍵盤接口；從機(jī)采用以51單片機(jī)為控制核心的采集模塊。主機(jī)負(fù)責(zé)畫面顯示、用戶組態(tài)、數(shù)據(jù)管理及遠(yuǎn)程通訊(RS232或485)。從機(jī)負(fù)責(zé)信號(hào)調(diào)理、數(shù)據(jù)計(jì)算、報(bào)警輸出。主從機(jī)間通過RS232接口連接，傳遞通道組態(tài)信息和通道數(shù)據(jù)值。采用該種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是模塊化設(shè)計(jì)，主從機(jī)各司其職，分工合作；應(yīng)用靈活，兼容性好；故障定位容易。該系統(tǒng)的易用性和可靠性已經(jīng)在工廠應(yīng)用中得到了證明。主機(jī)板結(jié)構(gòu)框圖見圖1。



圖1 上位機(jī)主機(jī)板原理框圖

基于以上的硬件平臺(tái)我們編寫了一套符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的驅(qū)動(dòng)庫，包括數(shù)據(jù)處理模塊、DATAFLASH操作模塊、CF卡操作模塊、液晶顯示驅(qū)動(dòng)模塊、通訊模塊、按鍵響應(yīng)模塊。這些模塊的建立，使得我們的編程人員在構(gòu)建上層軟件的時(shí)候可以專注于上層軟件的設(shè)計(jì)開發(fā)，保證硬件對(duì)其的透明性。

R5000通用軟件平臺(tái)采用中控儀表公司自主開發(fā)的實(shí)時(shí)多任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)，該調(diào)度系統(tǒng)采用時(shí)間片輪詢結(jié)合任務(wù)優(yōu)先級(jí)的方法進(jìn)行任務(wù)的調(diào)度，以16ms為時(shí)間的基本單元，每16ms查詢一次任務(wù)，然后根據(jù)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)，先執(zhí)行高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)，再執(zhí)行低優(yōu)先級(jí)的任務(wù)，其中有些任務(wù)采用定時(shí)申請(qǐng)方式、有些采用條件觸發(fā)申請(qǐng)方式。在這系統(tǒng)中同時(shí)還開了一些中斷以應(yīng)付需要及時(shí)響應(yīng)的任務(wù)（如上下位機(jī)的通訊、I/O信號(hào)的采集等等），中斷的響應(yīng)時(shí)間為1～ 2ms，通過這樣的組合調(diào)度，完全能滿足工業(yè)儀表的要求。

增強(qiáng)型R5000中長圖無紙記錄儀具有的特性：

1、具有完善的溫壓補(bǔ)償功能，可以補(bǔ)償過熱蒸汽、飽和蒸汽和一般氣體。

2、具有流量的日?qǐng)?bào)表和月報(bào)表功能。

3、具有32通道的萬能輸入功能。

4、32個(gè)報(bào)警觸點(diǎn)可任意組態(tài)，每個(gè)報(bào)警輸出的關(guān)系是相或的。

5、具有二次標(biāo)定功能，且可對(duì)AD板采集的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行一覽。

6、可通過線性公式對(duì)采樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，使之達(dá)到滿意的結(jié)果。

7、可通過非線性表格功能實(shí)現(xiàn)對(duì)一些特殊信號(hào)的處理。

8、除具有常規(guī)的上下限報(bào)警外，還具有速率報(bào)警功能，并有報(bào)警延時(shí)濾波功能。

9、在儀表的組態(tài)中支持中英文輸入和一些特殊字符的輸入，以適應(yīng)不同場(chǎng)合的要求。支持的中文輸入法有：拼音輸入法、五筆輸入法。

10、在組態(tài)中支持通道塊拷貝和單項(xiàng)的塊拷貝，當(dāng)光標(biāo)停在通道號(hào)上時(shí)，拷貝、粘貼的是整個(gè)通道的內(nèi)容，當(dāng)光標(biāo)停在其它地方時(shí)，拷貝、粘貼的是單項(xiàng)內(nèi)容。利用此功能可以方便地對(duì)記錄儀進(jìn)行組態(tài)，大大節(jié)省了用戶組態(tài)的時(shí)間。

11、提供CF卡借口，可以實(shí)現(xiàn)多機(jī)快速拷貝組態(tài)；可將歷史記錄快速轉(zhuǎn)存到CF卡中，利用上位機(jī)可以瀏覽歷史數(shù)據(jù)。

12、可通過RS232和RS485口與上位機(jī)通訊，可傳遞組態(tài)、歷史數(shù)據(jù)等信息。




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