增强型R5000彩色中长图无纸记录仪简介

经过十多年的发展，无纸记录仪已经发展到彩色大屏幕液晶、大容量存储并可外接扩展存储、满足多通道输入的阶段。

市场对无纸记录仪的要求越来越高，无纸记录仪的功能也越来越丰富。基于8位单片机的硬件平台在日益高涨的要求下显得捉襟见肘，选择一种基于高性能处理器的硬件平台成了无纸记录仪发展的需要，这种硬件平台可以使无纸记录仪采用更加优化的软件体系结构，为仪表功能的扩展提供保障。

目前市场上逐步流行的ARM嵌入式处理器给我们提供了良好的选择。ARM嵌入式处理器是一种高性能、低功耗的32位RISC芯片。其主要特点是：具有大量的寄存器；绝大多数操作都在寄存器中进行；寻址方式简单；采用固定长度的指令格式；在同一条数据处理指令中包含算术逻辑处理单元和移位处理；使用地址自动增减来优化程序中循环处理；可以批量传输数据；所有指令都可以根据前面指令执行结果决定是否执行。32位的ARM芯片以其卓越的性能、低廉的价格和广泛的应用，为无纸记录仪提供了新的解决方案。我们在研制增强型R5000中长图彩色无纸记录仪时，选择了性价比较优的以ARM7TDMI为内核的at91m40800。

在硬件的构建上我们采用了主从机的结构。主机以at91m40800ARM芯片作为硬件平台，具有大容量的FLASH和CF卡接口、液晶显示屏驱动接口、键盘接口；从机采用以51单片机为控制核心的采集模块。主机负责画面显示、用户组态、数据管理及远程通讯(RS232或485)。从机负责信号调理、数据计算、报警输出。主从机间通过RS232接口连接，传递通道组态信息和通道数据值。采用该种结构的优点是模块化设计，主从机各司其职，分工合作；应用灵活，兼容性好；故障定位容易。该系统的易用性和可靠性已经在工厂应用中得到了证明。主机板结构框图见图1。



图1 上位机主机板原理框图

基于以上的硬件平台我们编写了一套符合企业标准的驱动库，包括数据处理模块、DATAFLASH操作模块、CF卡操作模块、液晶显示驱动模块、通讯模块、按键响应模块。这些模块的建立，使得我们的编程人员在构建上层软件的时候可以专注于上层软件的设计开发，保证硬件对其的透明性。

R5000通用软件平台采用中控仪表公司自主开发的实时多任务调度系统，该调度系统采用时间片轮询结合任务优先级的方法进行任务的调度，以16ms为时间的基本单元，每16ms查询一次任务，然后根据任务的优先级，先执行高优先级的任务，再执行低优先级的任务，其中有些任务采用定时申请方式、有些采用条件触发申请方式。在这系统中同时还开了一些中断以应付需要及时响应的任务（如上下位机的通讯、I/O信号的采集等等），中断的响应时间为1～ 2ms，通过这样的组合调度，完全能满足工业仪表的要求。

增强型R5000中长图无纸记录仪具有的特性：

1、具有完善的温压补偿功能，可以补偿过热蒸汽、饱和蒸汽和一般气体。

2、具有流量的日报表和月报表功能。

3、具有32通道的万能输入功能。

4、32个报警触点可任意组态，每个报警输出的关系是相或的。

5、具有二次标定功能，且可对AD板采集的原始数据进行一览。

6、可通过线性公式对采样的数据进行修正，使之达到满意的结果。

7、可通过非线性表格功能实现对一些特殊信号的处理。

8、除具有常规的上下限报警外，还具有速率报警功能，并有报警延时滤波功能。

9、在仪表的组态中支持中英文输入和一些特殊字符的输入，以适应不同场合的要求。支持的中文输入法有：拼音输入法、五笔输入法。

10、在组态中支持通道块拷贝和单项的块拷贝，当光标停在通道号上时，拷贝、粘贴的是整个通道的内容，当光标停在其它地方时，拷贝、粘贴的是单项内容。利用此功能可以方便地对记录仪进行组态，大大节省了用户组态的时间。

11、提供CF卡借口，可以实现多机快速拷贝组态；可将历史记录快速转存到CF卡中，利用上位机可以浏览历史数据。

12、可通过RS232和RS485口与上位机通讯，可传递组态、历史数据等信息。




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