基于Cortex—M3的云終端設計

李南安 朱文彬 梁芳芳 王力

【摘要】為了滿足日益發展的舞臺燈光要求，本文提出了一種基于Cortex-M3為基礎的云終端顯示設備的設計。并對硬件系統和軟件系統進行了說明。

【關鍵詞】云終端;Cortex-M3;DMX512; LPC1768;CAN總線

一、前言

在傳統的DMX512調光設備終端上，調光槽號只能事先設置好或者由上級指定;而且安裝后，并不清楚每條線路對應哪個調光槽號，造成維護困難。因此有必要對傳統的DMX512調光設備終端進行如下改造。

二、硬件設計

LPC1700系列Cortex-M3微控制器用于處理要求高度集成和低功耗的嵌入式應用。ARM Cortex-M3是下一代新生內核，它可提供系統增強型特性，例如現代化調試特性和支持更高級別的塊集成。其操作頻率可達100MHz。ARM Cortex-M3 CPU具有3級流水線和哈佛結構，帶獨立的本地指令和數據總線以及用于外設的稍微低性能的第三條總線。ARM Cortex-M3 CPU還包含一個支持隨機跳轉的內部預取指單元。

本終端設備采用的LPC1768微控制器，其外設組件包含高達512KB的Flash存儲器、64KB的數據存儲器、以太網MAC、USB主機/從機/OTG接口、8通道的通用DMA控制器、4個UART、2條CAN通道、2個SSP控制器、SPI接口、3個I2C接口、2-輸入和2-輸出的I2S接口、8通道的12位ADC、10位DAC、電機控制PWM、正交編碼器接口、4個通用定時器、6-輸出的通用PWM、帶獨立電池供電的超低功耗RTC和多達70個的通用IO管腳。本終端設備考慮功能，硬件設計框圖如圖1所示。

圖1 云終端硬件框圖

圖2 485接口和CAN總線接口電路

本云終端設備采用CAN總線承載DMX512信號，485接口和CAN總線接口電路如圖2所示。

三、軟件設計

本云終端設備軟件結構分鍵盤掃描、按鍵掃描，1602顯示，3色燈顯示，CAN數據處理，串口數據處理，主控制器模塊。主控制模塊流程如圖3所示。

圖3 主控制模塊流程

CAN數據處理摸塊處理CAN數據包的重組成DMX512數據包，和DMX512數據包打包稱CAN數據包，對于DMX512數據包的重組，由于CAN總線已經保證了CAN數據按順序傳送，因此只需要按源進行分類，便能夠進行數據還原。

鍵盤掃描模塊負責鍵盤的操作讀取，為了防止鍵盤誤操作采用軟件消抖。其流程圖如上圖4所示。

四、結束語

本文設計了一種基于Cortex-M3 的云終端設備，以CAN總線通信技術為基礎，并從應用角度出發，給出了云終端節的硬，軟件設計。

圖4 鍵盤掃描流程

實際應用證明，該設備操作方便，運行良好，功能穩定，可靠。解決了實際中出現的問題，效果良好。

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