一种ARM单片机的条码精密测量系统设计方案

　　利用条码技术进行精密测量的典型仪器是1990年Leica公司开发成功的数字水准仪NA2000，这种光电一体化的新型仪器，具有测量速度快、精度高、操作简单、读数直观,能自动计算高差、高程，自动记录数据，计算机数据处理和容易实现基准测量一体化等诸多特点。国内目前对该技术的研究较少，本文提出了一种基于ST半导体公司的32位高性能处理器STR912FW44X6的测量系统方案。
系统结构

　　本系统由以下几个部分组成：条码标尺、光学系统、CMOS图像采集模块、STR912主控板、键盘与液晶显示模块、电源模块和计算机测试系统。 硬件结构框图如图1所示。

　　系统工作原理如下：带有精密位置信息的条码图像通过光学系统，成像在CMOS图像传感器光敏面上，STR912FW44X6处理器对SVI公司的LIS-1024图像传感器进行自动曝光控制后，采集图像信息，经过算法处理，获得条码带有的位置信息。

　　当系统进行高速图像采集时，STR912FW44X6处理器将采集信号通过以太网接口送往计算机测量系统，进行最终的数据处理。

　　硬件设计

　　图像采集模块

　　图像采集模块主要由线阵CMOS图像传感器(LIS-1024)、运算放大器(TLV2221IDBVR)组成。视频信号经运算放大器放大后传送到STR912FW44X6主处理器进行A/D转换，转变为数字图像信号。

　　STR912FW44X6主处理器直接控制图像采集时序，图像采集模块本身并没有自动曝光功能，对环境光强的变化需要由主芯片对采集到的图像信号进行分析，然后通过对图像传感器的控制来实现自适应环境光强的功能。

　　系统主芯片是基于ARM966E-S核的高性能嵌入式芯片STR912FW44X6，运算速度达96MIPS，支持单周期DSP指令。芯片的系统外围包括时钟、复位、电源管理、向量中断控制器(VIC)、内部PLL、RTC、定时器、9个可编程DMA通道和多达80个GPIO。还有8通道10位ADC、3相电机控制器、PWM输出和多种通讯接口。

　　芯片内建双组Flash，可利用芯片上任意通讯口实现在系统编程功能。主芯片外接1 片64MB内存(芯片ST-M25P64)来扩展存储空间。

　　主机板外围接口

　　主要有CMOS图像传感器接口、RS-232接口、I2C接口和10/100M以太网接口。

　　CMOS图像传感器的接口主要实现对图象传感器的自动曝光控制和图象采集；RS-232接口(芯片SP3222)实现程序下载，与上位机通讯，接受上位机指令控制；I2C接口实现主芯片与键盘和液晶显示模块之间的通讯；10/100M以太网接口(芯片STE100P)配合计算机软件实现高速图像采集。

　　键盘与液晶显示屏模块

　　键盘模块选用ATMega48芯片实现键盘控制和I2C通讯，以及LCD屏模块I2C通讯。