嵌入式系统的发展受到了智能仪器及控制系统对实时信号处理性能要求的提升以及集成电路技术迅速发展的双重推动。这种趋势促使设计者寻找一个能够满足数据实时性、高效性通信要求的高性能设计方案。ARM和DSP（数字信号处理器）技术的结合，正好能满足这一需求。ARM架构以其丰富的片上资源和较高的运算能力，适合开发操作系统及进行任务管理和协调；而DSP以其强大的信号处理能力，能高效执行计算密集型操作和信号处理算法。将这两者集成到嵌入式系统中，可以实现智能控制系统的高性能要求。 在本文所描述的嵌入式智能仪器系统中，ARM选用的是Cirrus Logic公司的EP7312微处理器，它基于ARM7TDMI处理器内核，具有8kB高速缓冲存储器，支持内存管理单元，并集成了液晶显示器控制器、键盘扫描器、数字音频接口，以及完整的JTAG接口。这使得EP7312非常适合嵌入式系统的应用。另一方面，DSP则选用了TI公司的TMS320VC5402，它支持McBSPs（多通道缓冲串口）、6通道DMA控制器，并具备8位增强HPI，能够与外部处理器直接通信。这样的SOC（片上系统）作为系统核心器件，不仅稳定可靠，还具有良好的扩展性。 系统的总体设计包含了实现信号实时处理及传输的核心任务，以及满足工业现场和各种测量仪器对高可靠性的要求。ARM在该嵌入式系统中负责操作系统运行、任务管理协调以及DSP的控制任务，并完成数据的远程通信。ARM扩展了多种外设，如通用串口、LCD显示屏、以太网接口，并通过连接以太网控制器实现网络化功能。通过在ARM上移植Linux操作系统并实现系统外部硬件接口的驱动程序，可以实现网络化功能，支持远程控制和监测。 系统硬件具体设计方案包括ARM与DSP的接口设计，以及ARM与以太网控制器之间的通信设计。DSP通过HPI接口与ARM连接，DSP执行计算密集型操作，并将处理后的数字信号通过HPI接口与ARM通信。ARM再通过以太网控制器将数据传输到网络，实现远程控制与监测。 ARM与DSP的接口设计中，DSP的HPI接口片选信号使用EP7312扩展片选信号nCS4。通过设置好DSP的状态，DSP向ARM发送中断，通知ARM数据已准备好，然后由ARM读写数据，并在完成后向DSP发送中断通知DSP接收数据。ARM通过控制端口信号模拟接口时序，完成对HPI口寄存器的访问。 ARM与以太网控制器之间的通信设计，实现了以太网接口，并提供了以太网芯片的驱动，支持网络功能。以太网控制芯片的数据、地址和控制信号与EP7312的总线相连，实现了与网络的连接和通信。 这种基于ARM和DSP的嵌入式智能仪器系统能够在恶劣的工作环境下，如高温、低温、潮湿等环境中稳定运行。它不仅具有高效的信号处理能力，还具备良好的实时响应性和广泛的网络化功能。这些特点使得该系统在工业控制、测量仪器、数据采集等多个领域有着广阔的应用前景。

1、设计内容 多路远程温度检测系统采用分布式检测结构，由一台主机系统和2台从机 系统构成，从机根据主机的指令对各点温度进行实时或定时采集，测量结果不 仅能在本地存储、显示，而且可以通过串行总线将采集数据传送至主机。主机 的功能是发送控制指令，控制各个从机进行温度采集，收集从机测量数据，并 对测量结果进行分析、处理、显示和打印。主机部分采用PC，从机的微处理器 采用嵌入式系统，从机的信号输入通道由温度传感器、信号调理电路以及 A/D 转换器等构成。主机与从机之间采用串行总线通信。 2、系统功能 （1） 检测温度范围为0～400℃； （2） 温度分辨率达到0.1℃； （3） 使用串行总线进行数据传输； （4） 可由主机分别设置各从机的温度报警上、下限值，主机、从机均具有 报警功能； （5） 主机可实时、定时收集各从机的数据，并具有保存数据、分析24小 时数据的功能（显示实时波形和历史波形）。 3、设计任务 （1）完成硬件设计； （2）完成软件设计，包括：主机程序、主从机通信程序、从机温度检测程 序、显示程序、温度越线报警程序。 （3）完成仿真和系统模型实物制作

本文提出一种全部使用串行接口芯片实现的数字温度和实时时钟电路，采用单总线数字式温度传感器DSl8820进行温度测量，用串行实时时钟芯片DSl302获取实时时钟，温度和时间通过三线式串行接口液晶模块显示，微控制器采用STCl2C2052单片机。电路具有接口简单、体积小、精度高和价格低等特点，可广泛用于智能仪器仪表中。

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