在設(shè)計中采用網(wǎng)絡(luò)通信接口接入工業(yè)以太網(wǎng)，數(shù)據(jù)由以太網(wǎng)傳遞到上位機中，實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場的無線設(shè)備和上位機的通信。在實際的設(shè)計過程中，我們采用HR61H50L作為網(wǎng)絡(luò)隔離器，采用AX88796作為網(wǎng)卡芯片。

　　AX88796是***Asix公司的NE2000兼容快速以太網(wǎng)控制器。其內(nèi)部集成有10/100 Mb/s自適應(yīng)的物理層收發(fā)器和8K×16位的SRAM，支持MCS-51系列、80186系列以及MC68K系列等多種CPU總線類型。AX88796執(zhí)行的是基于IEEE802.3/IEEE802.3u 局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的10Mb/s和100Mb/s以太網(wǎng)控制功能，并提供IEEE802.3u兼容的媒質(zhì)無關(guān)接口MII，用以支持在其它媒質(zhì)上的應(yīng)用。AX88796的地址總線SA[9:0]與數(shù)據(jù)總線SD[15:0]分別與CPU的地址/數(shù)據(jù)總線相連。CPU通過I/O讀寫NE2000寄存器來控制AX88796的工作狀態(tài)，通過遠(yuǎn)程DMA FIFOs與AX88796的內(nèi)部緩存SRAM進行數(shù)據(jù)交換。SRAM與MAC核之間進行Local DMA將數(shù)據(jù)發(fā)送至MAC層，再經(jīng)由內(nèi)部的PHY層發(fā)送至RJ45接口，或者經(jīng)過MII接口送至外部的物理層芯片。SEEPROM接口可以用來連接串行EEPROM。EEPROM可用于存儲MAC地址，供AX88796每次初始化時讀取。

　　電源

　　由于此手抄器用于兩種不同的協(xié)議，實際設(shè)計中使用了兩套電源管理系統(tǒng)，并進行了特殊處理，避免了其中一套供電時對另一套電源造成影響。

　　當(dāng)手抄器用于工業(yè)以太網(wǎng)的一致性測試時，電源采用的是以太網(wǎng)供電設(shè)備，該設(shè)備采用符合802.3受電設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)，輸出標(biāo)準(zhǔn)的+24V，經(jīng)過LM2576-5、AS1117-1.8和AS1117-3.3電源芯片，電平轉(zhuǎn)換后，輸出手抄器上的CPU、存儲器、網(wǎng)卡芯片、智能顯示終端上所需的1.8V和3.3V電源。

　　當(dāng)手抄器用于工業(yè)無線系統(tǒng)中，電源采用的是電池供電，普通的手機電池即可。電池輸出電壓經(jīng)過TPS60110、TPS60100電源芯片，電平轉(zhuǎn)換后，輸出手抄器上的CPU、存儲器、網(wǎng)卡芯片、智能顯示終端終端和無線通信模塊上所需的工作電壓。

　　JTAG調(diào)試接口

　　這里使用JTAG調(diào)試接口主要是為了調(diào)試顯示終端、無線通信模塊、CPU和上位機之間的通信，及測試其通信性能。

　　鍵盤接口

　　自主設(shè)計了一個6×4矩陣鍵盤。如圖2所示。鍵盤的行連接在CPU的6個PIO引腳上，配置為輸出;列連接在4個能夠產(chǎn)生終端的引腳上，配置為輸入。由于上拉電阻的作用，在空閑模式下，這些引腳為高電平狀態(tài)。當(dāng)有按鍵按下時，列引腳為低電平狀態(tài)，列引腳的下降沿引起中斷。處理器進入PIO中斷子程序，并打開定時器。定時器溢出后，進入定時器中斷子程序，以判斷是否確實有鍵按下，是哪個鍵按下。定時器設(shè)置為波形模式，RC比較中斷，中間溢出由RC比較寄存器的直和所選擇的時鐘沿決定?？捎熊浖?fù)位和定時器啟動。

　　初始化：列PIO配置為輸入，行PIO配置為輸出，且輸出為0; 列PIO打開中斷，初始化該中斷;使能PIO時鐘;初始化定時器中斷。

　　PIO中斷子程序：鍵盤掃描前，所有的行輸出為0，當(dāng)有鍵按下，與其對應(yīng)的列電平為0，引起PIO中斷。為了避免毛刺噪聲的影響，需要啟動定時器延時判斷。設(shè)延時時間為20ms(31250個tick) 。

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　　圖2 AR91M40008與鍵盤連接圖

　　定時器中斷子程序：定時器溢出后，開始第二次掃描，判斷是否有鍵按下，如確實有鍵按下，PIO引腳為低電平的列即為按鍵按下的列。然后再將PIO設(shè)置為輸入狀態(tài)，所按下的鍵的行輸入狀態(tài)該為高電平，因此判斷具體是哪個鍵按下。

　　智能顯示終端

　　根據(jù)實際應(yīng)用的要求，選用了一款***奇美的3.5寸的TFT彩色顯示屏。為了便于管理，所設(shè)計手抄器采用了AT91R40008，但是這款CPU不帶有LCD驅(qū)動，沒法直接驅(qū)動顯示屏，因此選用了一款工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的M600系列模組來驅(qū)動TFT顯示屏。

　　M600能夠?qū)崿F(xiàn) “TFT顯示驅(qū)動”和“文本和圖像處理接口函數(shù)”以及一部分“用戶應(yīng)用程序”。它集成了顯示驅(qū)動、1MB顯存、128MB Flash，其中最大32MB 用戶數(shù)據(jù)庫，方便了實際測控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲應(yīng)用。采用的是串口的方式和用戶系統(tǒng)連接，使用過程中只要3根線(+3.3V、GND、RXD)就可以把M600接起來點亮一個TFT屏，方便了本手抄器的以后的改進設(shè)計。M600采用的是統(tǒng)一的指令集，我們可以通過軟件設(shè)置來適應(yīng)不同分辨率的顯示屏，在工業(yè)現(xiàn)場中如果需要更換顯示屏，只需修改極少量的代碼，就可以完成手抄器的更新?lián)Q代。