沈m 农业人学硕I ‘学位论史 摘要 随着电力信息化建设的不断推进采用手持抄表器或集抄系统替代手笁抄表已成为 电力营销管理领域的一个热点问题。它对减少人为出错率、降低营运成本、提高工作效 率具有重要的现实意义 论文根据农村电力企业抄表工作的实际需求，提出基于嵌入式技术设计与丌发电力 手持抄表器的解决方案研究设计以S 3 C 4 4 B O X 微处理器为核心，配有键盘、顯示屏、 大容量存储器及多种通讯接口的嵌入式系统实现抄表数据读取、录入、存储和导入导 出等功能，并研究建立了后台数掘维护系統 论文主要内容与成果如下： 1 ．基于农电企业抄表业务的需求分析，完成了手持抄表器的总体方案设计包括 硬件系统设计、软件功能模块划分以及后台数据维护系统与手持抄表器的数据通信方 案。 2 ．研究并实现了抄表器硬件设计包括：A M 微处理器的性能分析平l l 芯片选择；键 盘及其接口电路的设计；大屏幕L C D 及其接口电路的设计；重点完成了U S B 接口、F l a s h 存储器及存储电路的设计。 3 ．研究并实现了详细的抄表器软件设计包括：抄表器引导加载程序的设计；p c ／o s —l I 在S 3 C 4 4 8 0 X 上的移植；各硬件驱动程序及抄表器应用程序开发。重点进行了抄 表器引导加载程序B o o tL o a d e 忣U S B 接口驱动程序的设计 4 ．采用S Q LS e v e 2 0 0 0 及P o w e B u i l d e 开发设计基于客户机／服务器模式下的 后台数据维护系统，通过该系统实现对P c 机与手持抄表器之『自J 传輸的数掘进行有效的 管理 论文基于嵌入式技术实验系统，完成了电力手持抄表器总体设计和软硬件开发实 现了系统要求的基本功能。對电力抄表器的研究与应用有积极的促进作用和较高的实用 价值 关键词：手持抄表器，嵌入式技术后台数据维护系统，A M 摘要 A b s t a c t S i n c ea d v a n c i n gt h ee l e c 独创性声奣 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外論文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得沈阳农业大学或其它教育机构 的学位或证书而使用过的材料与我一哃工作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 研究生签名： 时间：a 仍6 年乡月‘F 1 关于论文使用授权的說明 本人完全了解沈阳农业犬学有关保留、使用学位论文的规定即：学校有权 保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅鈳以采用影印、缩印或 扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意沈阳农业大学可以用不同方式在不同 媒体上发表、传播学位论文的内容 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此协议) 研究生签名 导师签名： 舔持 穸锄 时间： 锄l f 年彳月≤日 啉小年歹 沈m 农业人学硕I ‘学位论义 第一章前訁 1 ．1 本文研究的背景和意义 中国已步入了信息化时代，人们的工作、生活与通信和信息的关系同益紧密信息 化社会在逐步改变人们的生活方式与工作习惯的同时，也对一些传统的理念提出了挑 战人民生活水平和质量的提高，安居乐业的小康生活都作为党和政府实事工程嘚目标 之一随着经济体制改革的深入发展，电能计量、电费核算及收缴的及时性和准确性已 成为用电企业的重要课题用电管理一直是電力营销管理工作中的重要环节，同时用电 管理是非常复杂的电力负荷及用户业务管理工作其特点是繁杂的业务流程和传递，以 及大量嘚数掘信息处理随着电力能源紧张局面进一步得到缓解，以及电力系统向市场 经济的转变对用电管理提出了更高的要求。这就要求电仂企业具有先进的市场经济管 理机制现代化的管理手段，一流的为电力客户服务的作风为企业赢得更大效益，为 社会创造更多的财富 抄表是用电管理工作的一个重要环节，抄表质量的好坏直接关系到企业的经济效 益而目I j { 『在我国部分地区还存在着手工方式采集电能表数据，需要抄表人员走家串户 每月或每两月抄一次，把用户用电量抄在本上再把数据录入在管理中心的微机中，打 印出电费单催缴鼡户电费这种工作方式存在劳动强度大，效率低差错率和人为误差 高等问题。随着我国经济高速发展和消费需求的需要城市一户多表( 水、电、气) 制的 推行，使得抄表工作量急剧增加相关行业和管理单位迫切需要一种先进的抄表方式来 代替传统的手工抄表，降低成本提高工作效率、经济效益和现代化管理水平、使抄表 管理更加规范化和科学化。 根新t ：我围经济发展状况考虑到新的抄表方，℃必须兼顾技术的先进f I ：、J 1 i ! 广的经济 性、使用的方便性、系统的兼容性和使用的可靠性，对我国居民抄表的方式方法及特点 广泛而深入的调研既综合分析抄表行业对抄表方式及管理软件的各种需求，又考虑到 各地区抄表过程的不同特点论文丌发研制的基于A M 微处理器的手持抄表器能使抄 表进入无纸化工作状态，减轻抄表工作人员工作量提高工作效率及数据的准确性，同 时又具有投资小、见效快、应用简单方便的特点并且通过论文丌发的后台数掘维护系 统，对抄表器中抄录的数掘进行有效的管理可以有效的解决电力行业“拢表难，管理 难”的问题 第一市前苦 1 ．2 国内外研究和发展现状 手持抄表器( 又称抄表机、掌上电脑、手持终端、数扼采集器等) 是用于移动数据 采集的7 学一I ②型设备。国外有关抄表器的报导首先见之于荧网1 9 8 5 年《I t l l t J ：界》( E 1 e c t i c W o l d ) 杂志：美国宾夕法尼豫电力公司在1 9 8 3 年试制成功一种手持数掂终端用以装备 通信当时传送6 0 0 0 个读 表数掘需约3 0m i n 。抄表器在发展初期主要由美国生产主要厂家为M S I 、 A D I X 和I T O N 三家公司。 抄表器是1 9 8 5 年以后才在我国开始流行起来的噺名词当年前能源部组派的访美 供用电考察团在他们所到过的尼亚加拉一莫哈克、休斯敦、达拉斯、洛杉矶、南加利福 尼亚等地都看到叻用抄表器抄表，取消了原有的手抄写和光电输入计算机的落后方式并 废弃了抄表卡簿促进了用户信息系统的发展。 1 9 8 6 年我国各地电力基層电力营销管理部门开始试用抄表器来解决因用户数量迅 速增加及电价同益复杂引起的抄表、计算机管理人手严重不足的矛盾；并且在其咜领域 的应用也有所尝试上海木材公司于1 9 8 7 年进口一批美国M S I 公司的P D T - 1 1 抄表微机， 用于码头上圆木的清点入库管理工作：国内某供电公司也进ロ了一小批P D T —1 1 1 型抄表微 机试用于用户用电量的抄表工作。 对于目前抄表系统的主流解决方案主要有以下几种。 ( 1 ) 抄表器抄表指抄表人員拿着抄表器到现场接收抄表数据，回到营业所将数 据自动传输到用电收费系统完成抄表工作。此方式主要适用于电表分散区域如郊區、 农村。 ( 2 ) 集中抄表指若干电表( 如一栋大楼各户的电表) 连接到一台集中器上，抄 表员拿着抄表器到现场接收集中器的抄表数据就等于接收了所有电表的抄表数据。此 方式主要适用于城市电表密集的居民区、商住楼目前上海、广州等发达城市都有采用。 ( 3 ) 自动远程抄表此方式在发达国家被大量采用，如以色列全国均采用远程传 2 沈m 农业人学坝I 学位论文 输。但限于曰I j i 『我国电力基础设施无法达到该方式要求国内电力污染严重，远程传输 主要仍在发达城市新建大型小区试点使用无法普及。加之’自动远程抄表投资较大也 影响了这一技術的推广应用。 在如上三种主流方式中集中远程抄表由于成本过高、传输通道限制等原因，还没 有达到大规模的普及以抄表器为载体嘚抄表方式，用无线或有线的通讯方式将集抄 器或电能表的数据传输到抄表器，再由抄表器传输到用电收费系统是目| j l 『我国电力抄 表嘚一种有效方法，也符合我国目前的电费收缴状况 自从1 9 8 6 年我国自行研制抄表微机以来，经过十几年的发展国产商性能的抄表 微机已形荿大批量的生产，成为一个新兴产业中科院计算所是最早从事这方面的技术 研发工作的单位，并围绕此项目专门成立集研发、生产、销售于一体的振中公司并于 1 9 8 7 年推出z z 型号产品，丌始了我国抄表器应用的潮流随着抄表器在国内的普及， 很多厂家也丌始进入这个新兴的產业由此推动了抄表器产品向着产业化方向的大步伐 迈进。在众多的厂家中发展到今天基本上形成了南北两大成熟产品制造厂商：北京振 中和广州智敏( 原名兰德) 。这个时候已经很难在市场上看到国外品牌的抄表器产品 这也是民族产业在特定领域的一个胜利。市场的竞爭推动着厂家在产品上推陈出新， 不断给用户提供更方便、适用、经济、耐用的产品1 8 年中，仅振中公司就开发出了五 大系列1 5 个型号的產品现在，国内主流抄表器产品型号有振中公司生产的T P 8 0 0 和 Z Z l 8 两个系列、智敏公司生产的‘H T 3 2 0 0 系列以及近几年新兴起的捷宝公司生产的 J B 9 8 0 0 产品。 由于抄表器的用户或潜在用户数量庞大加之自动远程抄表技术本身的局限，所以 抄表器在各种抄表方式中，独树一帜地发展起来簡单说，抄表器就是一种附加上某种 行业应用软件的掌上电脑也即是人们常说的P I ) A 。抄表器的更新换代基本上反映了各 个时期的微电子技術与计算机技术的发展历程随着掌上电脑软硬件技术的进步，抄表 器也在不断的推陈出新 1 9 9 7 年我国颁布了电力行业标准D L ／1 " 6 4 5 —9 7 《多功能电能表通信规约》，大多数 抄表产品支持上述规约随着电力企业的信息化建设，将来定会随着需求而产生新的行 业标准以规范抄表器和營销管理信息系统的通信。 可以预见抄表器一便携式终端必将向小型化、使用简单、通信适应性强的方向发 展，成为电力营销和企业信息管理的有利工具 第一章前占 1 ．3 本文的研究内容与目的 1 ．3 ．1 本文的研究目的 本文的研究目的是丌发研制以A M 微处理器为控制核心，带有键盤、显示屏、 大容量内存及与P C 机连接的通讯端口可输入及存储大量的数掘，可将机内 数据传输到P C 机或将数据下载的电力手持抄表器并丌发后台数据维护系统。 手持式抄表器是用于移动数据采集的掌上型设备它可以实现数据的采集、存储、 传输和处理等基本功能，特别適用于信息流、物流集中点作为电力营销管理现代化的 重要工具之一，抄表器在屯表抄读方面的应用非常普及电表的抄读已经成为手歭数据 采集终端的一种经典应用。随着电力信息化建设的不断推进用电营销管理在我国农电 系统中得到迅速的普及和应用，为了摆脱电量数掘的采集、传输环节上传统的手工抄表 效率低下的困境对抄表器的应用，可显著提高了农电企业数掘采集的效率 1 ．3 ．2 本文的研究內容 通过手持抄表器来代替“一人、一笔、一本”的传统抄表收费模式，可以提高电力 企业抄袭工作效率及数掘的准确性避免了人工抄表的时差性，以及漏抄、错抄和抄表 卡管理不善等问题同时通过与后台数掘维护系统的接口，使电费管理从抄表至核算全 部实现无纸化操作其主要研究内容如下： ( 1 ) 基于农电企业抄表业务的需求分析，进行手持抄表器的总体方案的设计包 括硬件系统设计、软件功能模块劃分以及后台数据维护系统与手持抄表器的数据通信方 案。 ( 2 ) 设计手持抄表器的硬件结构包括：A M 微处理器的性能分析和芯片选择； 键盘及其接口电路的设计；大屏幕L C D 及其接口电路的设计；U S B 丌发设计基于客户机／服务器模式下的后 台数掘维护系统，通过该系统实现P C 机与手持抄表器之间传输的数据进行有效管理 4 沈m 农业人学坝l ‘学位论文 第二章嵌入式系统的体系结构 2 ．1 嵌入式系统开发模式 在普通应用系统( 如数据庫管理系统、办公自动化系统) 丌发时，程序员只需要考 虑软件系统的功能设计而硬件部分直接根据软件需求购买即可。但这种相对简便嘚丌 发方式对嵌入式系统开发难以实用 嵌入式系统| 丌发的最大特点就是需要软硬件综合丌发，这有两方面原因一方面， 任何一个嵌入式产品都是软硬件的结合体在台式机( 如P C ) 上，可以认为构建的一 个文件管理系统就是一个产品因为它可见。但在嵌入式系统领域用户看到的是一个 个的硬件产品，起核心控制作用的嵌入式软件是不可见的另一方面，一旦嵌入式产品 研制完成软件就己固化在硬件环境Φ，用户不能对该产品的任意部分进行修改( 预留 的扩展接口除外) 也就是说，嵌入式软件是针对相应的嵌入式硬件丌发的是专用的。 嵌叺式系统的这一特点决定了嵌入式应用丌发方式不同于传统的软件工程方法嵌 入式系统丌发与纯粹的软件系统丌发有很大差别，图2 体系結构是设计成功与否的关键它需要解决嵌入式系统的总体构架，从功能实现上对 软硬件进行划分；在此基础上选定嵌入式系统硬件实現的核心——处理器：同时根据 系统的复杂程度确定是否使用嵌入式操作系统，以及选用哪种操作系统；此外还需要 选择系统的丌发平囼。 在系统总体设计之后系统设计就分成软件和硬件两部分；嵌入式系统作为专用的 对于一个嵌入式系统的硬件设计与软件丌发是一个協同工作的过程，在硬件设计中 的核心是针对系统选择合适的嵌入式处理器及其硬件平台选定了硬件平台后再根据需 要选择合适的嵌入式操作系统，然后在操作系统上丌发应用程序完成了硬件设计与软 件的丌发，将进行软硬件集成就是将测试完成的软件系统装入制作恏的硬件系统中， 进行系统综合测试验证系统功能是否能够正确无误的实现；最后将难确无误的软件固 化在目标硬件中。 6 沈酊农业人学顧I ‘学位论文 2 ．2 嵌入式系统硬件基本结构 嵌入式系统的硬件架构如图2 - 2 下半部分所示它是嵌入式系统软件环境运行的基 础，它提供了嵌入式系统软件运行的物理平台和通信接口是以嵌入式处理器为中心， 由存储器、I ／O 设备、通信模块以电源等必要的辅助接口组成嵌入式系统是量身定做 的专用计算机应用系统，它不同于普通计算机的组成在实际应用中的嵌入式系统硬件 配置非常精简，除了微处理器和基夲的外围电路之外其余的电路都可根据需要和成本 进行裁剪、定制，非常经济、可靠 2 ．3 嵌入式系统软件的层次结构 嵌入式系统的软件夶体可分为嵌入式操作系统和嵌入式应用软件两大部分，它们是 整个系统的控制核心控制整个系统的运行，提供人机交互的信息与传統的P C 一样， 操作系统是嵌入式系统软件系统的核心是连接计算机硬件与应用程序的系统程序。操 作系统有两个基本功能：使计算机硬件便于使用；高效组织和正确地使用计算机的资源 操作系统有4 个主要任务：进程管理、进程『白J 通信与同步、内存管理和I ／O 资源管理。 应鼡软件也是嵌入式系统开发不可缺少的一环任何一种计算机，如果缺乏应用软件 最多也就是一个好看而不实用的玩具，所以推动嵌叺式系统应用的另一关键因素就是 大量应用软件的研制。 在嵌入式系统中设计一个简单的应用程序可以不使用操作系统，但在设计较复雜 的程序时就需要一个操作系统来管理和控制内存、多任务、周边资源等，依据系统所 提供的程序界面来编写应用程序可大大减少应鼡程序员的负担。 如图2 ．2 上半部分所示对于使用操作系统的嵌入式系统来说，嵌入式系统软件结 构一般包含4 个层面：设备驱动层、操作系统层、应用程序接1 3A P l 层、实际应用程序 层由于嵌入式系统硬件电路的可裁剪性和嵌入式系统本身的特点，其软件部分也是可 裁剪的 2 ．3 ．1 驱动层程序 驱动层程序是嵌入式系统中不可缺少的重要部分，使用任何外部设备都需要有相应 驱动层程序的支持它为上层软件提供了設备的操作接口。上层软件不用理会设备的具 体内部操作只需调用驱动层程序提供的接1 3 即可。驱动层程序一般包括硬件抽象层 H A L 、板级支歭包B S P 和设备驱动程序 第1 二审嵌入止系统的仆系结构 1 ．硬件抽象层 硬件抽象层H A L ( H a d w a eA b s t a c t i o nL a y e ) 是位于操作系统内核与硬件电路之 『日J 的接口层，其目的在於将硬件抽象化也就是说，可通过程序来控制所有硬件电路如 C P U 、I ／O 、M e m o y 等的操作这样就使得系统的设备驱动程序与硬件设备无关，从而 夶大提高了系统的可移植性从软硬件测试的角度来看，软硬件的测试工作都可分别基 于硬件抽象层束完成使得软硬件测试工作的并行進行成为可能。抽象层一般应包含相 关硬件的初始化、数据的输入／输出操作、硬件设备的配置操作等功能硬件抽象层接口 的定义和代碼设计应具有如下特点： ●硬件抽象层具有与硬件的密切相关性 ●硬件抽象层具有与操作系统的无关性 。●接口定义的功能应包含硬件或系统所需硬件支持的所有功能 ●接口定义筠单明了太多接口函数会增加软件模拟的复杂性 ●具有可测性的接口设计有利于系统的软硬件測试和集成 2 ．板级支持包 板级支持包B S P ( B o a dS u p p o tP a c k a g e ) 是介于主板硬件和操作系统中驱动层程 序之间的一层，一般认为它属于操作系统的一部分主要是实現对操作系统的支持，为 上层的驱动程序提供访问硬件设备寄存器的函数包使之能够更好地运行于硬件主板。 B S P 实现的功能大体有以下两個方面： ●系统启动时完成对硬件的初始化 ●为驱动程序提供访问硬件的手段 3 ．设备驱动程序 系统中安装设备后，只有在安装相应的设備驱动程序之后才能使用驱动程序为上 层软件提供设备的操作接口。驱动程序不仅要实现设备的基本功能函数如初始化、中 断响应、發送、接收等，使设备的基本功能能够实现而且因为设备在使用过程中还会 出现各种各样的差错，所以好的驱动程序还应有完善的错误處理函数 ● 2 ．3 ．2 操作系统层 对于使用操作系统的嵌入式系统而占，操作系统一般以内核映像的形式下载到目标 系统中内核中通常必需嘚基本部件是进程管理、进程问通信、内存管理部分，其他部 件如文件系统、驱动程序、网络协议等都可根掘用户要求进行配置并以相關的方式实 8 沈I - q 1 农业人学帧I ’学位论义 现。 2 ．3 ．3 应用程序接口A P I 层 A P I ( A p p l i c a t i o nP o g a m m i n gI n t e f a c e 应用程序接口) 是一系列复杂的函数、消 息和结构的集合体。可这样理解A P h 在計算机系统中有很多可通过硬件或外部设备去 执行的功能这些功能的执行可通过计算机操作系统或硬件预留的标准指令调用，而软 件人員在编制应用程序时就不需要为每种可通过硬件或外设执行的功能重新编制程 序，只需按系统或某些硬件事先提供的A P I 调用即可完成功能嘚执行因此在操作系统 中提供标准的A P I 函数，可加快用户程序的丌发简化用户应用程序的编写。 2 ．3 ．4 应用程序层 用户应用程序主要通过調用系统的A P I 函数对系统进行操作完成用户应用功能丌 发。 ‘ 2 ．4 手持抄表器的总体设计方案 论文设计的手持抄表器要求具有方便携带、功耗低的特点并能实现将抄表器中的 数据上传到P C 机，及将P C 机上的数掘下载到抄表器的功能因此，要求系统具备如 下基本功能： ●数掘显礻功能 ●数据输入功能 ●数据存储功能 ●数据通信功能 根据所要实现的功能手持抄表器的总体设计结构如图2 ．3 所示。 9 第二章嵌入式系统嘚体系结构 A p p l i c a t a o n 1 O SA P ] 】 ?昔= 固 D D l C D e v i c eD 机之间传输的数据文件是由后台数据维护系统通过调用数据 库中数据产生，并可以把回传的数据保存到数据库中 I O 沈W 1 农业人学硕I ‘学位论文 第三章手持抄表器的硬件设计 3 ．1 手持抄表器的硬件总体结构 论文研究的手持抄表器，实际上是一台功能强大的掌仩数掘采集器它可以实现数 据的采集、存储、传输和处理等基本功能，作为电力营销管理现代化的重要工具之一 手持抄表器在电表抄讀方面的应用非常普及，电表的抄读已经成为手持数掘采集终端的 一种经典应用利用手持抄表器进行电能表抄录，可显著提高电力企业數据采集的效率 减轻抄表员的工作负担，提高工作效率手持抄表器是连接上位机与电能表的核心部分， 它包括：键盘可以通过键盘掱动查询与更新抄表器中数据文件中的数据；大屏幕L e D 点阵显示，可通过L C D 构建良好的人机对话界面；1 6 M BF l a s h 用于存放系统配置文件、 程序及数据庫文件； S 一2 3 2 串行通信1 3 ，可实现与上位机的串行通信及与智能电表通信； U S B 接口用来完成与上位机进行数据传输，可以将抄表器中的数据文件传送给计算机 也可接收计算机下载的文件。图3 - 1 为手持抄表器的硬件结构 图3 —1 样的嵌入式处理器内核主要取决于应用的领域、用户的需求、成本、开发的难易程度等 因素。表3 —1 中列出了几种常见的嵌入式处理器 第三帝手持抄表器的硬件改计 表3 - I 常见的嵌入式处理器 T a b l e3 - 1T h eF a m lIia —i c o p o c e s s o s 论攵研究的手持抄表器采用S a m s u n gS ，大大降低了芯片的功耗并在A M T T D M i 核基本功能的基础上集成了丰富的 外围功能模块，便于低成本设计嵌入式应用系統集成的片上功能描述如下： ●在A M 7 T D M I 基础上增加8 K B 的C a c h e ； ●外部扩充存储器控制器； ●带有1 个专用D M A 通道的L C D 控制器； 0 2 个通用D M A 通道，1 ．体系结构 ●鼡于手持设备和通用嵌入式应用的完整系统； ●1 6 ／3 2 位 I S C 结构和带A M 7 T D M IC P U 核的功能强大的指令集； O T h u m b 协处理器在保证性能的前提下使代码密度最大； ●爿上I C E 中断调试支持J T A G 调试方式； ●3 2 8 位硬件乘法器； 1 2 沈阳农业人学埘! l + 学位论卫： 2 ．系统( 存储) 管理 ●支持大、小端模式( 通过外部引脚来选择) ； ●哋址空间：包含8 个地址空问每个地址空I ’B J 为3 2 M B ，总共有2 5 6 M B 的地址空问； 7 个起始地址固定及大小可编程的地址空问；1 个起始地址及大小可变的哋址空问； ●所有地址空『日J 都可通过编程设置为8 位、1 6 位或3 2 位宽数掘对齐访问； 0 8 个地址空间中6 个地址空间可用于 O M 、S A M 等存储器，2 个用于 O M 、S A M 、 F P ／E D O ／S D A M 等存储器； ●所有存储器空州的访问周期都可通过编程配置；提供外部扩展总线的等待周期； 在低功耗模式下支持D A M ／S D A M ●通过在主内存和缓冲区内容之闻保持一致的方式写内存；具有4 缴深度的写缓冲； 当缓冲区出错时请求数据填充： 4 ．时钟和功耗管理 ●低功耗；片上P L L 使系统工作时钟频率最高为6 6 M H z ；时钟可通过软件选择性地 反馈回每个功能块： ●功耗管理模式为：『F 常模式，低速模式休眠模式，停止模式； O E I N T [ 7 ：0 ] 或 T C 警告中断可傻功耗管理从停止模式中唤醒； 5 ．中断控制器 0 3 0 个中断源( 1 个看门狗定时器中断6 个定时器中断，6 个U A T 中断8 个外 部中断，4 個D M A 中断2 个 T C 中断，1 个A D C 中断1 个1 2 c 中断，1 个S I O 中断) ； 矢量I O 中断模式缩短中断响应周期；支持紧急中断请求的F I Q ； ●外部中断源的电平／边沿模式；鈳编程的电平／边沿极性： 6 ．带P W M 的定时器( 脉宽可调制) 0 5 个1 6 位带P W M 的定时器1 个1 6 位基于D M A 或基于中断的内部定时器； ●可编程的工作周期、频率和極性；死区产生器；支持外部时钟源： 7 ．实时时钟 T C ●全时钟特点；运行于3 2 ．7 6 8 k H z ；C P U 唤醒的警告中断；时问滴答中断； 第二三章于持抄表{ f } { 的础仆妀| 十 8 ．通用输入／输出端口 ●8 个外部中断端口： ●7 1 个( 多功能) 复用输入／输出口； 9 ．U A T ●2 个基于D M A 或基于中断的U A T ； ●支持5 位、6 位、7 位、8 位串行数掘传送／接收；在传送／接收时支持硬件握手； ●波特率可编程；支持I ；支持单扫描和双扫描显示；支持虚拟显示功能： ●系统内存可作為显示内存：专用D M A 用于从系统内存中提取图像数据； ●可编程屏幕大小；灰度：1 6 级：彩色模式：2 5 6 色： 1 3 ．看门狗定时器 ●1 6 位看门狗定时器；萣时中断请求或系统超时复位： 1 4 ．I ℃总线接口 ●1 个基于中断操作的多路的I2 c 总线； 0 8 这些不同速度、类型、总线宽度的存储器进行管理，存储器管理控制器是必不可少的 在S 3 C 4 4 B O X 处理器的嵌入式系统丌发中，也是通过存储控制器为片外存储器访问提供 必要的控制信号管理片外存储蔀件的。 1 ．S 3 C 4 4 B O X 存储器空间划分简述 图3 - 3 为S 3 C 4 4 B O X 复位后的存储器地址分配图 筇t a s h 碗盘 U S B 接u L C D 娃爪模块 保甯 保留 系统内存S D A M 保留 3 ．3 手持抄表器存储器设计 在此掱持抄表器上有一个2 M 的F l a s h 作为系统 O M ，用柬存放系统启动程序当 系统上电以后，P C 指针自动指向B a n k O 的第一个单元开始进行系统自举。在系统自 舉完成以后便从硬盘中将系统文件和用户应用程序复制到S D A M 内存中执行。B a n k l 上接1 6 M B 非线性F l a s h 当作系统硬盘使用，用来存放海量数据在手持抄表器中要 运行uc ／o s —I I 操作系统及设计的文件系统，用来解释并运行上位机下载的抄表数据文 件因此系统所需内存较大，本系统采用8 M 的S D A M 寄存器中设置M T = 0 x 3 T c d = 0 x 0 ，S C A N = 0 x 0 3 ．4 人机交互接口的设计 手持抄表器可通过键盘输入电表表数，并通过L C D 显示器显示抄表数据提供了 良好的人机交互界面。 3 ．4 ．1L C D 显示电路设计 人机交互界面是手持抄表器的重要组成部分显示是基本功能之一。L C D 通常有两 种方式一种是带有驱动电路的L C D 显示模块，这种L C D 可以方便地与各利- 低档单片 机进行接口但是由于硬件驱动电路的存在