ARM主控板控制使用說明書（TOP層）

本文格式為Word版，下載可任意編輯——ARM主控板控制使用說明書（TOP層）第一章ARM控制板PCB板TOP頂層板

1.1TOP頂層板總述

圖1-1原理圖PCB板TOP層外端子接線整體模塊圖

主控板總共分為個模塊，如下圖，分別為主控模塊、

仿真模式、電源模塊、數(shù)字量輸入模塊、數(shù)字量輸出模塊、

數(shù)字量輸入（出）

燈顯示部分、

通信、

通信

模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊等。下面分別加以介紹：1.2主控CPU模塊

本次試驗采用

公司生產(chǎn)的以

為內(nèi)核的

芯

片，該芯片運算速度快，可控引腳多，配置靈活，性價比高，功能強大，片上資源豐富，并且功耗低，儉約資源，適合高端產(chǎn)品的生產(chǎn)與研發(fā)，同時，為了順應(yīng)國家提出的科技創(chuàng)新型、環(huán)境友好型政策，將高新科技應(yīng)用在現(xiàn)實生活中，特別

是城市公交大巴上，實現(xiàn)可靠性、智能化的目標(biāo)，結(jié)合該項目的立項目的便是汽車尾氣后處理裝置的研發(fā)和控制，減少環(huán)境污染，更是利國利民，意義深遠。

1.3JTAG/SWD仿真模式

1.3.120針JTAG仿真模式

JTAG是一種國際標(biāo)準(zhǔn)測試協(xié)議，主要用于芯片內(nèi)部測試及對系統(tǒng)進行仿真、調(diào)試，JTAG技術(shù)是一種嵌入式調(diào)試技術(shù)，它在芯片內(nèi)部封裝了專門的測試電路TAP，通過專用的JTAG測試工具對內(nèi)部節(jié)點進行測試。

目前大多數(shù)比較繁雜的器件都支持JTAG協(xié)議，如ARM、DSP、FPGA器件等。標(biāo)準(zhǔn)的JTAG接口是4線：TMS、TCK、TDI、TDO，分別為測試模式選擇、測試時鐘、測試數(shù)據(jù)輸入和測試數(shù)據(jù)輸出。目前JTAG接口的連接有兩種標(biāo)準(zhǔn)，即14針接口和20針接口，本次試驗使用20針仿真器。20針JTAG接口定義引腳名稱描述，如表1所示

表1JTAG引腳定義

針腳1234、6、8、10、1214、16、18、2057911131517、19TDITMSTCKRTCKTDOnRESETNC測試數(shù)據(jù)串行輸入測試模式選擇測試時鐘測試時鐘返回信號測試數(shù)據(jù)串行輸出目標(biāo)系統(tǒng)復(fù)位信號未連接外接復(fù)位電路信號VTrefVCCnTRSTGND定義目標(biāo)板參考電壓，接電源外接電源測試系統(tǒng)復(fù)位信號接地外接3.3V輸入引腳，低電平有效電源地備注1.3.2SWD仿真模式

一般試驗中，可以使用JTAG的場合一定可以使用SWD（SerialDebug）模式，試驗中設(shè)計為

圖1-2MCU與外部模塊連接示意圖

這樣設(shè)計可以儉約引腳資源，進而可以儉約PCB空間。

注：（1）試驗中可采用ULINK2，因其十分好的支持SWD模式，而ULINK1不支持SWD模式；

（2）SWD在高速狀況下，比JTAG模式更可靠，且需要引腳數(shù)較少，所以一般使用SWD模式較多。（串行線調(diào)試技術(shù)，只需要兩個腳，比JTAG的五腳少多了，在某些處理器上是對JTAG的低引腳數(shù)和高性能的替代調(diào)試技術(shù)）

1.4電源模塊

試驗中，為了保證用就是為了給

正常工作，需要板子內(nèi)部提供能量來源。電源模塊的作、檢測電路、保護電路和其他一些控制電路提供

或

電源，保證其正常運行。

1.5數(shù)字量輸入模塊/數(shù)字量輸出模塊

數(shù)字量輸入模塊(Din)：即開關(guān)量輸入模塊，只有兩個狀態(tài)即：0和1。數(shù)字量輸入模塊的作用有兩個：1.有良好的抗干擾的能力。2.能滿足工業(yè)現(xiàn)場各類信號的匹配要求。

數(shù)字量輸出(Dout)：本設(shè)計結(jié)合繼電器，通過輸出開關(guān)量控制繼電器的電源供電開通關(guān)斷進而控制其他設(shè)備的動作。

1.6數(shù)字量輸入（出）LED燈顯示部分

本試驗中，正常進行。通過

燈主要作用是檢測輸入量輸出量的正常工作與否，確保試驗的

控制（組態(tài)），通過燈的亮滅可判斷出該對應(yīng)引腳是否正常。

1.7CAN通信

CAN-BUS(ControllerAreaNetwork)即控制器局域網(wǎng)，是國際上應(yīng)用最廣泛的開放式現(xiàn)場總線之一，作為一種技術(shù)先進、可靠性高、功能完善、成本合理的網(wǎng)

絡(luò)通訊控制方式，CAN-BUS在汽車也已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。汽車電子車身網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是由多個ECU之間采用高速CAN總線網(wǎng)絡(luò)通信實現(xiàn)車輛動力與操作系統(tǒng)信息快速交互，低速CAN總線網(wǎng)絡(luò)通信實現(xiàn)車輛車身操作控制信息交互，以及低成本的LIN總線對CAN網(wǎng)絡(luò)進行必要的擴展。通過總線的連接，將多個ECU組成控制網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)相互間的信息互聯(lián)互通，使汽車變得更加安全、可靠、智能，功能擴展更加便捷，車身更加便捷。下面對CAN總線通信作以下幾點說明：

（1）CAN總線采用差分電壓來傳輸數(shù)據(jù)，有很強的錯誤檢測能力，通信距離遠，因此被用到一些特別的場合，譬如汽車，廠礦等干擾較強的地方。（2）一般采用特性阻抗120Ω的雙絞屏蔽總線電纜。（）本設(shè)計中使用兩個

接口，協(xié)同使用，控制

中

的監(jiān)控。另外，通信是否正

對于故障處理，測試中一般采用常使用。

調(diào)試工具來監(jiān)測

1.8RS232/485通信模塊

1.8.1RS232模塊

通信是電腦專用的

口通信，一般使用

針通信，常用于計算機標(biāo)準(zhǔn)是微機通用串口標(biāo)

與計算機之間或計算機與開發(fā)板之間的連接接口。準(zhǔn)。根據(jù)該通信標(biāo)準(zhǔn)，僅對（）數(shù)據(jù)傳輸距離短。由于擾。一般（）對于

以內(nèi)通信。

常用接線方式，一般采用

接口作以下幾點說明：

屬于單端信號傳送，存在共地噪聲和共模干

針串口通信（針使用很少），

簡易連接為三線，即數(shù)據(jù)發(fā)送線、數(shù)據(jù)接收線、地線。（）數(shù)據(jù)傳輸速率范圍在1.8.2RS485模塊

針對

的以下不足，應(yīng)運而生。本設(shè)計基于要具有聯(lián)網(wǎng)通信，特設(shè)

總線通信的優(yōu)點性能作以下說明：

通信還具有聯(lián)網(wǎng)通信接口，可實

。

置了該接口。下面總結(jié)（）

通信僅可實現(xiàn)點對點通信，

現(xiàn)多機通信，便于汽車（）

局域網(wǎng)聯(lián)控制與監(jiān)控。

接口是采用平衡驅(qū)動器和差分接收器的組合，抗共模干擾能力

加強，即抗噪聲干擾性好。（）

接口組成的半雙工網(wǎng)絡(luò)，一般是兩線制（

），多采用屏蔽

雙絞線傳輸。

（）本試驗作為備用車載通信如

。

1.9數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊(DAC)

為了滿足工業(yè)控制需要輸出信號，

的模擬信號或三角波、鋸齒波等特定

應(yīng)運而生。數(shù)模轉(zhuǎn)換器也就是將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量，單片機通過

，

就輸出一個與數(shù)字量成比例的模擬電壓信

數(shù)據(jù)總線將某個數(shù)字量送到

號或電流信號。最常見的數(shù)模轉(zhuǎn)換器是將并行二進制的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為直流電壓或直流電流，它常用作過程控制計算機系統(tǒng)的輸出通道，與執(zhí)行器相連，實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的自動控制。

1.10模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(ADC)

數(shù)據(jù)采集是各種智能儀表、工控系統(tǒng)或科學(xué)試驗等工作必不可少的任務(wù)，它是將各種實時變化的物理量（本次試驗采用如壓力、溫度、流量等）先經(jīng)過傳感器和變送器編程電壓或電流信號，在經(jīng)過行運算控制等處理。本試驗中使用的模數(shù)轉(zhuǎn)換器即

轉(zhuǎn)換器，或簡稱

變成數(shù)字信號，送到單片機中進開發(fā)板內(nèi)嵌有

，簡化了硬件設(shè)計。

，尋常是指一個將模