上篇：基于FIFO實(shí)現(xiàn)超聲測厚系統(tǒng) - 接口設(shè)計(jì)
在下述的內(nèi)容中，小編將基于用FIFO實(shí)現(xiàn)超聲測厚系統(tǒng)A/D與ARM接口設(shè)計(jì)。如果這是您想要了解的內(nèi)容之一，不妨和小編共同閱讀這篇文章哦。
一、硬件選擇
1、S3C2410處理器
S3C2410處理器是Samsung公司基于ARM公司的ARM920T處理器核，采用0.18um制造工藝的32位微控制器。該處理器擁有：獨(dú)立的16KB指令Cache和16KB數(shù)據(jù)Cache，MMU，支持TFT的LCD控制器，NAND閃存控制器，3路UART，4路DMA，4路帶PWM的Timer ，I/O口，RTC，8路10位ADC，Touch Screen接口，IIC-BUS 接口，IIS-BUS 接口，2個(gè)USB主機(jī)，1個(gè)USB設(shè)備，SD主機(jī)和MMC接口，2路SPI。S3C2410處理器最高可運(yùn)行在203MHz。
核心板的尺寸僅相當(dāng)于名片的2/3大小，尺寸如此小巧的嵌入式核心板是國內(nèi)首創(chuàng)。開發(fā)商可以充分發(fā)揮想象力，設(shè)計(jì)制造出小體積，高性能的嵌入式應(yīng)用產(chǎn)品。
2、AD9283高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器
本設(shè)計(jì)選用了AD公司的AD9283芯片，該芯片工作電壓為3.3V，最高工作頻率為100MHz，8Bit并口輸出。
3、FIFO存儲器CY7C4261
FIFO存儲器作為A／D與ARM之間的橋梁，其參數(shù)指標(biāo)直接影響數(shù)據(jù)的采集速度。首先，F(xiàn)IFO存儲器的讀／寫速度要足夠快，為方便調(diào)試，能和A／D器件的速度相一致；其次，F(xiàn)IFO存儲器的存儲容量要適宜，如果容量過大會造成資源浪費(fèi)，如果容量過小會造成溢出或者數(shù)據(jù)采集速度過慢。
常用被測物厚度為10 mm，當(dāng)信號長度取前8個(gè)波峰，整個(gè)系統(tǒng)工作在極限頻率100 MHz的情況下，有如下計(jì)算：
采樣次數(shù)=采樣速率×?xí)r間
=采樣速率×（2×厚度×8／超聲波速度）
=100×2×0．01×8／5 900
=2 712次
即需要將近3 KB的緩存。該超聲波測厚系統(tǒng)需測量厚度50 mm的物體，故需要容量15 K×8 B的FIFO。因此FIFO的深度要大于15 KB；寬度大于A／D的位數(shù)，即大于8位；工作速率100 MHz，與A／D采樣速率相一致。該設(shè)計(jì)選用CY公司的FIFO存儲器CY7C4261，其采樣速率達(dá)100 MHz，與AD9283采樣速率相同；容量為16 KB×9 B，可以滿足數(shù)據(jù)量要求。
二、接口設(shè)計(jì)
AD9283是8位模／數(shù)轉(zhuǎn)換器，CY7C4261是9位FIFO，S3C2410的數(shù)據(jù)總線是32位。CY7C4261只需接S3C2410的低8位DO～D7。由于FIFO的先入先出結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)中不需要任何地址線的參與，大大簡化了電路。A／D采樣所得數(shù)據(jù)要實(shí)時(shí)送入FIFO，兩者的寫時(shí)鐘頻率必須一樣，且AD9283和CY7C4261的時(shí)鐘輸入都是10 ns，操作起來統(tǒng)一方便。74ALS08是四-二輸入與門，把ARM的脈寬調(diào)制波輸出口中的TOUTl（GPBl），TOUT2（GPB2）配置為通用輸出口，對74ALS08的通斷進(jìn)行控制，從而對A／D和FIFO的寫時(shí)鐘進(jìn)行控制。S3C2410的CLKOUTO與CY7C4261的RCLK相連為FIFO提供讀時(shí)鐘。CY7C4261的全滿標(biāo)志位FF與S3C2410的外部中斷EINTl相連用以觸發(fā)外部中斷。S3C2410的nRSTOUTl與CY7C4261的RS相連用以復(fù)位FIFO。接口框圖如圖1所示。
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