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摘要：随着计算机技术的突飞猛进，嵌入式技术也在更新换代中不断发展提高，它是操作系统和功能软件在计算机硬件系统中的集成。嵌入式系统采用专门的嵌入式处理器，能够对软硬件进行量体裁衣，为某一特殊应用领域而专门开发，由此其硬件结构精简，系统小巧，具有稳定性和低功耗的特点。文章首先对嵌入式系统硬件抗干扰技术进行了简单分析，然后详细分析了嵌入式ARM系统硬件设计，最后对该操作系统定制进行了阐述，以供参考。
关键词：嵌入式；ARM系统；硬件设计
引言
随着嵌入式相关技术的迅速发展，嵌入式功能越来越强大，应用越来越广泛。当前嵌入式领域中，基于ARM内核和RISC技术的各种嵌入式微处理器具有体积小、高性能、低功耗、低成本等一系列优点，ARM处理器及其技术的应用已经深入到工业控制、无线通信、网络应用、信息家电等各个领域。
1 嵌入式系统硬件抗干扰技术
（1）印制电路板抗干扰设计。嵌入式系统的印刷电路板（简称PCB）作为全套电子系统的载体，对所有的芯片起到了电气连接作用。制作一块具有优越性能和可靠稳定的PCB板，其前提是要熟悉电路线路、电磁兼容、信号完整性有关的理论知识，并且还要联系到实践经验，要求硬件工程师还需要拥有熟练的EDA工具技能，这样才能设计出高质量的PCB板，为嵌入式系统的整个硬件平台打下坚实的基础。
（2）光电隔离措施。在嵌入式系统的硬件抗干扰技术中，光电隔离是最常用的抗干扰手段，其作用是将尖峰脉冲和各种噪声干扰进行有效的抑制，抗干扰能力极强。在嵌入式系统中使用光电隔离手段的环节有：当对外界混有干扰的信号进行接收时，对系统的输入和输出端用光耦接口来连接，可以起到隔离信号及噪声的效果；当在系统的CPU中接功率驱动电路时，此时CPU容易受驱动电路的干扰，此时用光耦隔离CPU和功率驱动电路能起到抗干扰的作用；在长线传输过程中，嵌入式系统的传输信号容易受到干扰，对于用电缆连接远距离的设备时，设备之间存在地线电位差而形成地环路电流，导致所产生的差模干扰电压干扰电路，此时也需要采取光耦隔离措施，保证长线传输的可靠性。
（3）电源抗干扰措施。在选用供电系统时，最后要选择具有极强抗干扰能力的供电系统，减少电源干扰。具体措施是选择交流稳压电源可以为电力系统提供稳定的电压，从而避免过压或欠压影响系统的稳定性；在电源接入电网中用隔离变压器隔离，能够使得分布电容的影响减少而增强抗共模干扰能力；为了防止高次谐波被引入系统，可以使用低通滤波器来抗干扰。
（4）去耦措施。瞬变噪声电压是电路在进行状态转换时在电源线上产生一个尖峰电流造成的，从而产生公共阻抗有害耦合，此时可以将去耦电容配置在PCB板的关键部位达到去耦作用。
2 基于ARM的嵌入式系统硬件设计
2.1 系统的硬件结构
本显控系统主要由ARM控制器、LCD显示器、按键操作模块、从机等组成。系统结构如图1所示。
由Micro2440核心板和底板组成的ARM控制器是本系统的核心。ARM控制器实时检测按键命令的输入，通过串行通信下发至从机并接收从机上传的状态信息，在LCD显示屏显。
2.2 核心板Micro2440
Micro2440核心板是一个最小系统板，它包含最基本的电源电路、复位电路、标准JTAG调试口、用户调试指示灯以及核心CPU和存储单元等。Micro2440的CPU是三星公司设计的低功耗、高集成度微处理器S3C2440，它采用ARM920T内核、主频400MHz、具备16KB指令缓存、16KB的数据缓存和MMU的微处理器。Micro2440核心板通过提供一套完整的通用系统外设，减少了整体系统成本，便于开发与应用。控制器底板将系统所需接口引出，同时提供核心板所需电源。本系统只引出3路UART通信、按键IO、显示屏TTL、程序下载等接口，精简了系统，提高了可靠性。
2.3 LCD显示屏
Micro2440提供的显示驱动s3c2440disp.cpp支持N35、L80、A7、VGA1024等多种规格型号的LCD显示屏。选用常用型号仅需更改2440平台设备的头文件option.h中LCD型号即可。本系统选用群创AT070TN83触摸显示器，显示器大小为7寸，分辨率800×3（RGB）×480，其40芯TTL接口通过ARM控制器底板直接引入控制器。
3 操作系统定制
本显控系统是基于wince5.0的嵌入式系统。采用PlatformBuilder5.0集成开发环境来定制Wince系统内。PlatformBuilder是微软公司提供给WindowsCE开发人员基于WindowsCE平台下嵌入式操作系统定制的集成开发环境。它提供了所有进行设计、创建、编译、测试和调试WindowsCE操作系统平台的工具。定制内核首先需要下载安装PlatformBuilder5.0，安装板级支持包BSP，为上层的驱动程序提供访问硬件设备寄存器的函数包，支持操作系统的引导与开发。微软公司提供了wince5.0下Micro2440的BSP支持包mini2440，可以直接利用。在PB5环境中创建一个pbxml项目文件，打开该项目，界面如图2所示。
4 结束语
本文设计的基于Micro2440和Wince操作系统平台的嵌入式显控系统，应用于某型电机控制检测设备，经过大量测试证明，显控系统运行稳定，具备很高的可靠性。该系统对于运用嵌入式ARM系统开发具有很好的参考价值。
参考文献
[1]江俊辉.基于ARM的嵌入式系统硬件设计[J].微计算机信息，2005，10：120-122.
论文作者:张美江
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第19期
论文发表时间:2017/12/19
标签：三星论文; 系统论文; 抗干扰论文; 嵌入式论文; 硬件论文; 嵌入式系统论文; 干扰论文; 《建筑学研究前沿》2017年第19期论文;