基于ARM处理器和Linux操作系统的电磁流量计设计方案

　　2 硬件系统设计

　　基于低频三值矩形波励磁的电磁流量计的硬件结构图如图2 所示。其中，CPU 核心模块是系统软件的运行基础，FLASH 存储器用于存储可执行程序的二进制映像文件，供系统启动时加载到SDRAM 内存空间运行; 由于硬件系统的复杂性，调试模块加强了硬件系统的调试功能; 流量传感器由一对励磁线圈和一对对称分布的检测电极构成。

　　图2 系统硬件结构图

　　ARM9 处理器通过与其相连的D/ A 芯片产生低频三值矩形波，励磁线圈接受该低频三值矩形波经功率放大后的励磁信号而产生感应磁场，在电极上产生因流体切割磁力线而产生的感应电动势( 即测量信号) ，并将之送入信号输入模块进行处理，信号输入模块对流量传感器输入的信号进行放大、滤波及A/ D 采样后输入ARM9 处理器。系统由TFT 液晶显示屏提供人性化的菜单显示操作界面，结合键盘进行人机交互; 同时具有以太网、USB 和RS 232 通信接口可输出瞬时流量、累积流量和系统参数。

　　3 软件系统设计

　　一个嵌入式Linux 系统从软件的角度来看，通常可以分为四个层次，如图3 所示。

　　图3 系统软件总体结构

　　引导加载程序：包括固化在固件中的Boo t 代码( 可选) ，和Boo t Loader 两大部分。

　　Linux 内核：特定于嵌入式硬件平台的定制内核以及内核的启动参数。

　　文件系统：包括根文件系统和建立于FLASH 内存设备之上文件系统，通常采用ramdisk 作为根文件系统。

　　用户应用程序：特定于用户的应用程序。有时在用户应用程序和内核层之间可能还会包括一个嵌入式图形用户界面。

　　其中，引导加载程序是嵌入式系统软件开发的第一个环节，它是操作系统和硬件的枢纽，为操作系统内核的启动提供了必要的条件和参数; 引导加载程序的工作是初始化内存以及必要的硬件设备，调用内核加载器。从FLASH 中加载操作系统映像到SDRAM 中，并把控制权交给Linux ; 由Linux 对硬件系统做进一步的初始化并控制应用程序。