基于ARM+FPGA的食用花生油质量快速检测仪的设计

计

S3C44B0X下载配置支持的JTAG接口是4线：TMS、TCK、TDI、TDO。其中TCK为测试时钟输入；TDI为测试数据输入，数据通过TDI引脚输入JTAG接口；TDO为测试数据输出，数据通过TDO引脚从JTAG接口输出；TMS为测试模式选择，用于设置JTAG接口处于某种特定的测试模式；nTRST为测试复位，输入引脚低电平有效[4] ，如图5(a)所示。

EP2C5T144C8支持JTAG接口和主动串行ASP接口下载配置，在具体设计中，可先用JTAG方式调试程序，当程序调试无误后，再使用主动串行ASP方式把程序固化到配置芯片。如图5（b）所示，JTAG为下载插座；E1为配置芯片EPCSISI8；ASP为主动串行ASP下载插座，供固化程序到配置芯片使用。

3.4 存储系统电路设计

S3C44B0X的存储系统具有以下主要特性：ARM体系结构所支持的最大寻址空间为4 GB(232 B)，ARM体系结构将存储器看作是从零地址开始的字节的线性组合，从零字节到第3字节放置第1个存储的字数据，从第4个字节到第7个字节放置第2个存储的字数据，依次排列；有8个存储体，访问大小均可进行改变(8 bit/16 bit/32 bit)，每个存储体可达32 MB,总共可达256 MB，Bank0～Bank5可支持ROM、SRAM存储器，Bank6～Bank7可支持ROM、SRAM和FP/ED0/SDRAM存储器；有小端格式和大端格式两种方式存储字数据，可以通过外部引脚选择存储方式，在小端存储格式中，低地址中存放字数据的低字节，高地址存放字数据的高字节，大端格式低地址中存放字数据的高字节，高地址存放字数据的低字节[4]，Flash和SDRAM存储器电路如图6所示。


3.5 按键电路设计

控制按键使用了4个按键(温度控制、量程控制、检测、显示)，按键接口电路如图7所示。用到的4个接口分别对应S3C44B0X的中断接口ExINT4，ExINT5,ExINT6，ExINT7。从电路图上可以看到，中断接口通过上拉电阻被接到VDD，VDD是+3.3 V电压,始终保持着高电平。而当有按键被按下时，直接接地，置成低电平引发中断。复位电路如图8所示。


3.6 LCD电路设计

S3C44B0X内置LCD控制器具有很强的通用性，支持单色、灰度、彩色LCD屏, 通过编程可以支持不同的LCD显示器；通过处理器内部相关控制字就能分别设置屏幕尺寸、电平极性、接口时序、数据线宽度和刷新频率等参数；支持很多种不同规格和工作方式的STN (supertwisted nematic)液晶显示器；还支持4位双扫、4位单扫、8位单扫3种扫描方式的显示方式[4]。图9所示是LCD显示器的外接接口电路,通过数据线可以与LCD显示器连接使用。


4 PCB图设计

系统使用大量的芯片,加上S3C44B0X芯片、EP2C5T144C8芯片、SST39VF160芯片、K4S641632芯片的引脚数很多，考虑制板尺寸和加工成本，有些贴片电子器件放在电路板背面，系统采用4层PCB设计。根据PCB设计规则，在设计中注意把电源线和接地线加粗减小系统环路电阻，去耦电容尽量与电源直接连接，数字电路和模拟电路布局尽量分开以减小系统干扰等，提高电子线路的工作稳定性[7]。

提出了食用花生油快速检测仪的设计方案，运用吸光光度法检测花生油的质量，这种检测方法区别于传统的化学试剂检测方法，使得仪器使用简单，不需要专业人员进行操作，有利于仪器推广使用。运用ARM与FPGA综合设计， ARM芯片的控制功能结合FPGA灵活的多硬件接口模拟特性对任务处理变得更加灵活高效，使得仪器电路结构简单，成本低。