ARM（Advanced RISC Machines）是對(duì)一類(lèi)微處理器的通稱。ARM是微處理器行業(yè)的一家知名企業(yè)，它設(shè)計(jì)了大量高性能、廉價(jià)、耗能低的RISC處理器、相關(guān)技術(shù)及軟件。 ARM微處理器是一種高性能、低功耗的32位微處理器，該處理器廣泛應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)中。ARM 9代表了ARM公司主流的處理器，已經(jīng)在手持電話、機(jī)頂盒、數(shù)碼相機(jī)、GPS、個(gè)人數(shù)字助理以及因特網(wǎng)設(shè)備等方面有了廣泛的應(yīng)用。在此，以ST公司生產(chǎn)的 ARM 9系列中典型的STR912FW44X6芯片作為硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)的MCU，完成了基于ARM的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，并提出了一種利用RS 485串口代替RS 232串121來(lái)進(jìn)行通信的新方法。
l 硬件總體設(shè)計(jì)框架
硬件總體設(shè)計(jì)框架如圖1所示。
圖1 硬件總體設(shè)計(jì)框架
2 硬件介紹
現(xiàn)以STR912FW44X6芯片作為硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)的MCU，STR912FW44X6外擴(kuò)張了點(diǎn)陣LCD顯示屏、輸入按鍵、UART接口、IrDA、 CAN、USB、ETM接口、音頻放大器/話筒放大器和以太網(wǎng)接口。其中，本文使用的有UART接口和以太網(wǎng)接口。UART接口分為一個(gè)RS 232串口和兩個(gè)RS 485串口。RS 232串口用來(lái)與GSM模塊的RS 232串口相連，以實(shí)現(xiàn)GPRS的無(wú)線傳輸；兩個(gè)RS 485串口，一個(gè)用來(lái)作MODBUS通信接口，另一個(gè)用來(lái)接電度表計(jì)，以采集統(tǒng)計(jì)并顯示太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量。以太網(wǎng)通過(guò)網(wǎng)線連接到網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸。
3 硬件電路設(shè)計(jì)和功能實(shí)現(xiàn)
3.1 RS 232串口的電路設(shè)計(jì)和功能實(shí)現(xiàn)
RS 232是一種串行數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)，是目前最常用的串行接口標(biāo)準(zhǔn)，用于計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間、計(jì)算機(jī)與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳輸。RS 232串行接口總線適用于設(shè)備之間通信距離不大于15 m，傳輸速率最大為20 KB/s.
RS 232串口是通過(guò)ST公司生產(chǎn)的ST3232EAR來(lái)實(shí)現(xiàn)的。ST3232EAR是一種把電腦的串行口RS 232信號(hào)電平（-lO V，+10 V）轉(zhuǎn)換為單片機(jī)所用到的TTL信號(hào)電平（O V，+3.3 V）的芯片。它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)由三部分組成：第一部分是電荷泵電路，由1～6腳和4只電容構(gòu)成。其功能是產(chǎn)生+12 V和-12 V兩個(gè)電源，為RS 232串口提供電平的需要。第二部分是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道，由7～14腳構(gòu)成2個(gè)數(shù)據(jù)通道。其中，13腳（RlIN）、12腳（R1OUT）、11腳（TlIN）、14腳（T1OUT）為第一數(shù)據(jù)通道；8腳（R2IN）、9腳（R2OUT）、10腳（T2IN）、7腳（T2OUT）為第二數(shù)據(jù)通道。 TTL/CMOS數(shù)據(jù)從TlIN，T2IN輸入轉(zhuǎn)換成RS 232數(shù)據(jù)，從T1OUT，T20UT送到電腦DP9插頭；DP9插頭的RS 232數(shù)據(jù)從RlIN，R2IN輸入轉(zhuǎn)換成TTL/CMOS數(shù)據(jù)后，從R1OUT，R2OUT輸出。第三部分是供電，由15腳GND、16腳VCC（+5 V）構(gòu)成。
通過(guò)將MCU中GPIO的RXD和TXD分別與ST3232的12腳（R1OUT）和11腳（T1IN）相連，使14腳（T10UT）和13腳（R1IN）輸出RS 232電平，然后連接GSM模塊RS 232串口和MCU板上的RS 232串口，可以通過(guò)向RS 232接口寫(xiě)AT指令來(lái)達(dá)到控制GSM模塊功能的目的，以通過(guò)GPRS實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。
3.2 RS 485串口的電路設(shè)計(jì)和功能實(shí)現(xiàn)
RS 485是用來(lái)采集太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)數(shù)據(jù)的，這里之所以采用RS 485而不采用RS 232，是因?yàn)镽S 485比RS 232具有很多優(yōu)勢(shì)。RS 232采取不平衡傳輸方式，即單端通信，其收發(fā)端的數(shù)據(jù)信號(hào)都是相對(duì)于地信號(hào)的。所以它的共模抑制能力差，再加上雙絞線的分布電容，其傳輸距離最大約為 15 m，最高速率為20 KB/s，且其只能支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信。而RS 485采用平衡發(fā)送和差分接受方式實(shí)現(xiàn)通信，由于傳輸線通常使用雙絞線，有時(shí)差分傳輸，所以有極強(qiáng)的抗共模干擾能力，總線收發(fā)器的靈敏度很高，可以檢測(cè)到低至200 mV的電壓，故其傳輸信號(hào)在千米以上是可以恢復(fù)的。RS 485的最大通信距離約為1 219 m，最大傳輸速率為10 MB/s，它采用雙半工工作方式，可支持多點(diǎn)數(shù)據(jù)通信，其總線一般最大支持32個(gè)節(jié)點(diǎn)。
RS 485接口芯片采用的是ADM3485.ADM3485采用單一電源+3.3 V工作，半雙工通信方式，可完成將TTL電平轉(zhuǎn)換為RS 485電平的功能。ADM34185芯片的結(jié)構(gòu)和引腳都非常簡(jiǎn)單，內(nèi)部含有一個(gè)驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)接收器，RO和DI端分別為接收器的輸出端和驅(qū)動(dòng)器的輸入端，與單片機(jī)連接時(shí)只需分別與單片機(jī)的RXD和TXD相連即可。RE和DE端分別為接收和發(fā)送的使能端，當(dāng)RE為邏輯0時(shí)，器件處于接收狀態(tài)；當(dāng)DE為邏輯1 時(shí)，器件處于發(fā)送狀態(tài)，因?yàn)锳DM3485工作在半雙工狀態(tài)，所以只需用單片機(jī)的一個(gè)管腳控制這兩個(gè)引腳即可。A端和B端分別為接收和發(fā)送的差分信號(hào)端，當(dāng)A引腳的電平高于B時(shí)，代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為1；當(dāng)A的電平低于B端時(shí)。代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為O.在與單片機(jī)連接時(shí)接線非常簡(jiǎn)單，只需要一個(gè)信號(hào)控制 ADM3485的接收和發(fā)送即可。同時(shí)將A和B端之間加匹配電阻，一般可選100Ω的電阻。該設(shè)計(jì)有兩個(gè)RS 485，其中一個(gè)用來(lái)作MODBUS通信接口，另一個(gè)用來(lái)接電度表，以采集統(tǒng)計(jì)并顯示太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量。
3.3 以太網(wǎng)的電路設(shè)計(jì)和功能實(shí)現(xiàn)
以太網(wǎng)網(wǎng)口采用的是0880-1X1T-01，以太網(wǎng)物理層接口芯片采用的是ST公司的STElOOP快速以太網(wǎng)物理層芯片。STEl00P以太網(wǎng)接口芯片提供了一組媒體獨(dú)立接口（MII）。媒體獨(dú)立指的是在不對(duì)MAC硬件重新設(shè)計(jì)或替換的情況下，任何類(lèi)型的PHY設(shè)備都可以正常工作。MII接口是快速以太網(wǎng)MAC層與PHY層之間的標(biāo)準(zhǔn)接口，是IEEE 802.3定義的以太網(wǎng)行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。它包括一個(gè)數(shù)據(jù)接口，以及一個(gè)MAC和PHY之間的管理接口。數(shù)據(jù)接口包括分別用于發(fā)送器和接收器的兩條獨(dú)立信道。每條信道都有自己的數(shù)據(jù)、時(shí)鐘和控制信號(hào)。MII數(shù)據(jù)接口總共需要16個(gè)信號(hào)。管理接口是個(gè)雙信號(hào)接口：一個(gè)是時(shí)鐘信號(hào)，另一個(gè)是數(shù)據(jù)信號(hào)。
通過(guò)管理接口，上層監(jiān)視和控制PHY.基于以太網(wǎng)的TCP/IP通信，使ARM可以通過(guò)網(wǎng)線進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，并可以實(shí)時(shí)地與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，用來(lái)傳輸太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。
提出一種利用RS 485串口代替RS 232串口進(jìn)行通信的新方法。這種方法解決了RS 232串口在傳輸距離和節(jié)點(diǎn)數(shù)量的限制，大大提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰Α?
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史海拾趣
Amphenol Corporation，通常簡(jiǎn)稱為Amphenol，是一家全球領(lǐng)先的連接技術(shù)公司，提供廣泛的連接器解決方案，涵蓋了航空航天、汽車(chē)、通信、工業(yè)、醫(yī)療和軍事等多個(gè)領(lǐng)域。以下是關(guān)于Amphenol公司發(fā)展的五個(gè)相關(guān)故事：
創(chuàng)立與起步階段：Amphenol公司成立于1932年，總部位于美國(guó)康涅狄格州沃拉姆。最初，公司致力于生產(chǎn)無(wú)線電連接器，并通過(guò)不斷的創(chuàng)新和技術(shù)改進(jìn)，逐步發(fā)展成為連接器行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者之一。在第二次世界大戰(zhàn)期間，Amphenol公司為美國(guó)軍隊(duì)提供了大量的軍用連接器，為公司的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)品多樣化：隨著電子技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場(chǎng)需求的不斷變化，Amphenol公司不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，拓展產(chǎn)品線的多樣性。除了傳統(tǒng)的連接器產(chǎn)品，公司還開(kāi)發(fā)了許多新型連接器，如光纖連接器、高速數(shù)據(jù)連接器、環(huán)境密封連接器等，以滿足不同行業(yè)的需求。
全球化發(fā)展與市場(chǎng)拓展：Amphenol公司在全球范圍內(nèi)建立了廣泛的銷(xiāo)售網(wǎng)絡(luò)和生產(chǎn)基地，實(shí)現(xiàn)了全球化布局和市場(chǎng)覆蓋。公司在美國(guó)、歐洲、亞洲和其他地區(qū)設(shè)有多個(gè)生產(chǎn)工廠和研發(fā)中心，為客戶提供當(dāng)?shù)鼗姆?wù)和支持。通過(guò)不斷擴(kuò)大市場(chǎng)份額和提升產(chǎn)品質(zhì)量，Amphenol公司成為了全球連接器市場(chǎng)的主要參與者之一。
客戶合作與定制化解決方案：Amphenol公司與客戶建立了緊密的合作關(guān)系，根據(jù)客戶的需求和應(yīng)用場(chǎng)景，提供定制化的連接器解決方案。公司的工程團(tuán)隊(duì)與客戶共同設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)符合特定要求的產(chǎn)品，為客戶提供專業(yè)化和個(gè)性化的服務(wù)。這種定制化解決方案能夠滿足客戶多樣化的需求，增強(qiáng)了公司在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
質(zhì)量管理與持續(xù)改進(jìn)：Amphenol公司高度重視產(chǎn)品質(zhì)量管理，嚴(yán)格遵循國(guó)際質(zhì)量管理體系標(biāo)準(zhǔn)。公司的生產(chǎn)工藝和質(zhì)量管理體系通過(guò)了ISO 9001質(zhì)量管理體系認(rèn)證，并持續(xù)進(jìn)行質(zhì)量改進(jìn)和技術(shù)創(chuàng)新。此外，Amphenol公司的產(chǎn)品還通過(guò)了各種行業(yè)認(rèn)證和標(biāo)準(zhǔn)，如航空航天領(lǐng)域的AS9100認(rèn)證等，確保產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性。
這些故事展示了Amphenol公司從創(chuàng)立初期到如今在技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品多樣化、全球化發(fā)展、客戶合作與定制化解決方案以及質(zhì)量管理與持續(xù)改進(jìn)等方面取得的重要進(jìn)展。
Afero公司成立于XXXX年，當(dāng)時(shí)的市場(chǎng)中物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)技術(shù)正處于探索和發(fā)展階段。Afero的創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)?wèi){借對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的深刻理解和前瞻性的視野，決定專注于物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)即服務(wù)（PaaS）的研發(fā)。他們投入大量資源，成功開(kāi)發(fā)出一種具有創(chuàng)新性的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，該平臺(tái)在安全性、易用性和可擴(kuò)展性等方面表現(xiàn)出色，吸引了業(yè)界的廣泛關(guān)注。
在電子行業(yè)的早期，Eurohm Resistors公司就以其獨(dú)特的技術(shù)創(chuàng)新能力嶄露頭角。公司創(chuàng)始人敏銳地察覺(jué)到了半導(dǎo)體技術(shù)在電子行業(yè)中的重要地位，于是投入大量資源研發(fā)高精度、高穩(wěn)定性的電阻器。通過(guò)不斷的技術(shù)迭代和創(chuàng)新，Eurohm Resistors成功推出了一系列性能卓越的電阻器產(chǎn)品，贏得了市場(chǎng)的廣泛認(rèn)可。
為了進(jìn)一步提升公司的競(jìng)爭(zhēng)力和市場(chǎng)份額，Babcock積極尋求與國(guó)際知名企業(yè)的合作。通過(guò)與這些企業(yè)的技術(shù)交流和項(xiàng)目合作，Babcock不僅引進(jìn)了先進(jìn)的技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)，還成功打開(kāi)了國(guó)際市場(chǎng)的大門(mén)。隨著業(yè)務(wù)的不斷拓展，公司的規(guī)模和影響力也逐漸擴(kuò)大。
近年來(lái)，隨著智能手機(jī)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的GPS導(dǎo)航設(shè)備市場(chǎng)受到了巨大沖擊。面對(duì)這一行業(yè)變革，DeLorme公司及時(shí)調(diào)整戰(zhàn)略方向，將重心轉(zhuǎn)向智能導(dǎo)航應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)和推廣。他們通過(guò)與智能手機(jī)廠商的合作，將自己的導(dǎo)航軟件集成到手機(jī)系統(tǒng)中，為用戶提供更加便捷、高效的導(dǎo)航服務(wù)。同時(shí)，他們還積極探索新的商業(yè)模式和市場(chǎng)機(jī)會(huì)，為公司的未來(lái)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
隨著電子行業(yè)的快速發(fā)展，Calmos Systems Inc公司意識(shí)到技術(shù)創(chuàng)新是企業(yè)發(fā)展的核心動(dòng)力。因此，公司加大了研發(fā)投入，引進(jìn)了一批高水平的技術(shù)人才，建立了完善的研發(fā)體系。經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)和失敗，公司成功開(kāi)發(fā)出了一款具有顛覆性的新技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)在行業(yè)內(nèi)引起了廣泛關(guān)注。憑借這一技術(shù)創(chuàng)新，公司在市場(chǎng)上獲得了競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展。
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