李南安 朱文彬 梁芳芳 王力

【摘要】為了滿(mǎn)足日益發(fā)展的舞臺(tái)燈光要求，本文提出了一種基于Cortex-M3為基礎(chǔ)的云終端顯示設(shè)備的設(shè)計(jì)。并對(duì)硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)進(jìn)行了說(shuō)明。

【關(guān)鍵詞】云終端;Cortex-M3;DMX512; LPC1768;CAN總線

一、前言

在傳統(tǒng)的DMX512調(diào)光設(shè)備終端上，調(diào)光槽號(hào)只能事先設(shè)置好或者由上級(jí)指定;而且安裝后，并不清楚每條線路對(duì)應(yīng)哪個(gè)調(diào)光槽號(hào)，造成維護(hù)困難。因此有必要對(duì)傳統(tǒng)的DMX512調(diào)光設(shè)備終端進(jìn)行如下改造。

二、硬件設(shè)計(jì)

LPC1700系列Cortex-M3微控制器用于處理要求高度集成和低功耗的嵌入式應(yīng)用。ARM Cortex-M3是下一代新生內(nèi)核，它可提供系統(tǒng)增強(qiáng)型特性，例如現(xiàn)代化調(diào)試特性和支持更高級(jí)別的塊集成。其操作頻率可達(dá)100MHz。ARM Cortex-M3 CPU具有3級(jí)流水線和哈佛結(jié)構(gòu)，帶獨(dú)立的本地指令和數(shù)據(jù)總線以及用于外設(shè)的稍微低性能的第三條總線。ARM Cortex-M3 CPU還包含一個(gè)支持隨機(jī)跳轉(zhuǎn)的內(nèi)部預(yù)取指單元。

本終端設(shè)備采用的LPC1768微控制器，其外設(shè)組件包含高達(dá)512KB的Flash存儲(chǔ)器、64KB的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、以太網(wǎng)MAC、USB主機(jī)/從機(jī)/OTG接口、8通道的通用DMA控制器、4個(gè)UART、2條CAN通道、2個(gè)SSP控制器、SPI接口、3個(gè)I2C接口、2-輸入和2-輸出的I2S接口、8通道的12位ADC、10位DAC、電機(jī)控制PWM、正交編碼器接口、4個(gè)通用定時(shí)器、6-輸出的通用PWM、帶獨(dú)立電池供電的超低功耗RTC和多達(dá)70個(gè)的通用IO管腳。本終端設(shè)備考慮功能，硬件設(shè)計(jì)框圖如圖1所示。

圖1 云終端硬件框圖

圖2 485接口和CAN總線接口電路

本云終端設(shè)備采用CAN總線承載DMX512信號(hào)，485接口和CAN總線接口電路如圖2所示。

三、軟件設(shè)計(jì)

本云終端設(shè)備軟件結(jié)構(gòu)分鍵盤(pán)掃描、按鍵掃描，1602顯示，3色燈顯示，CAN數(shù)據(jù)處理，串口數(shù)據(jù)處理，主控制器模塊。主控制模塊流程如圖3所示。

圖3 主控制模塊流程

CAN數(shù)據(jù)處理摸塊處理CAN數(shù)據(jù)包的重組成DMX512數(shù)據(jù)包，和DMX512數(shù)據(jù)包打包稱(chēng)CAN數(shù)據(jù)包，對(duì)于DMX512數(shù)據(jù)包的重組，由于CAN總線已經(jīng)保證了CAN數(shù)據(jù)按順序傳送，因此只需要按源進(jìn)行分類(lèi)，便能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)還原。

鍵盤(pán)掃描模塊負(fù)責(zé)鍵盤(pán)的操作讀取，為了防止鍵盤(pán)誤操作采用軟件消抖。其流程圖如上圖4所示。

四、結(jié)束語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)了一種基于Cortex-M3 的云終端設(shè)備，以CAN總線通信技術(shù)為基礎(chǔ)，并從應(yīng)用角度出發(fā)，給出了云終端節(jié)的硬，軟件設(shè)計(jì)。

圖4 鍵盤(pán)掃描流程

實(shí)際應(yīng)用證明，該設(shè)備操作方便，運(yùn)行良好，功能穩(wěn)定，可靠。解決了實(shí)際中出現(xiàn)的問(wèn)題，效果良好。

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