基于Cortex—M3的云终端设计

李南安 朱文彬 梁芳芳 王力

【摘要】为了满足日益发展的舞台灯光要求，本文提出了一种基于Cortex-M3为基础的云终端显示设备的设计。并对硬件系统和软件系统进行了说明。

【关键词】云终端;Cortex-M3;DMX512; LPC1768;CAN总线

一、前言

在传统的DMX512调光设备终端上，调光槽号只能事先设置好或者由上级指定;而且安装后，并不清楚每条线路对应哪个调光槽号，造成维护困难。因此有必要对传统的DMX512调光设备终端进行如下改造。

二、硬件设计

LPC1700系列Cortex-M3微控制器用于处理要求高度集成和低功耗的嵌入式应用。ARM Cortex-M3是下一代新生內核，它可提供系统增强型特性，例如现代化调试特性和支持更高级别的块集成。其操作频率可达100MHz。ARM Cortex-M3 CPU具有3级流水线和哈佛结构，带独立的本地指令和数据总线以及用于外设的稍微低性能的第三条总线。ARM Cortex-M3 CPU还包含一个支持随机跳转的内部预取指单元。

本终端设备采用的LPC1768微控制器，其外设组件包含高达512KB的Flash存储器、64KB的数据存储器、以太网MAC、USB主机/从机/OTG接口、8通道的通用DMA控制器、4个UART、2条CAN通道、2个SSP控制器、SPI接口、3个I2C接口、2-输入和2-输出的I2S接口、8通道的12位ADC、10位DAC、电机控制PWM、正交编码器接口、4个通用定时器、6-输出的通用PWM、带独立电池供电的超低功耗RTC和多达70个的通用IO管脚。本终端设备考虑功能，硬件设计框图如图1所示。

图1 云终端硬件框图

图2 485接口和CAN总线接口电路

本云终端设备采用CAN总线承载DMX512信号，485接口和CAN总线接口电路如图2所示。

三、软件设计

本云终端设备软件结构分键盘扫描、按键扫描，1602显示，3色灯显示，CAN数据处理，串口数据处理，主控制器模块。主控制模块流程如图3所示。

图3 主控制模块流程

CAN数据处理摸块处理CAN数据包的重组成DMX512数据包，和DMX512数据包打包称CAN数据包，对于DMX512数据包的重组，由于CAN总线已经保证了CAN数据按顺序传送，因此只需要按源进行分类，便能够进行数据还原。

键盘扫描模块负责键盘的操作读取，为了防止键盘误操作采用软件消抖。其流程图如上图4所示。

四、结束語

本文设计了一种基于Cortex-M3 的云终端设备，以CAN总线通信技术为基础，并从应用角度出发，给出了云终端节的硬，软件设计。

图4 键盘扫描流程

实际应用证明，该设备操作方便，运行良好，功能稳定，可靠。解决了实际中出现的问题，效果良好。

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