白宇

摘 要：本设计以LPC2136微处理器芯片为硬件核心，外扩工业常用的控制接口、通讯接口以及常用的功能模块，在实时操作系统uC/OSⅡ下开发片内外设和外部扩展器件的驱动。平台软件中实现了Modbus协议栈，可以实现主机和从机的组网通讯。

关键词：ARM；Modbus；LPC2136；开发平台

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.06.010

0 引言

随着硬件开发水平以及工业现场工艺水平的提高，工业现场对工业仪表提出更高的要求，传统的51系列单片机因其片内资源相对较少，需要扩展的器件较多，大数据量的计算完成周期较长，实时性难以控制等不利因素正在被不断的淘汰，工业产品为了尽快占领市场，常常把产品的研发时间压缩的很短；为了不必每次都从底层做起，设计了一个基于ARM和Modbus协议的嵌入式工业控制开发平台。平台选择ARM微处理器，加入以IC公司生产的大量片内外设，使ARM系列处理器拥有非常优良的应用性能。在ARM中安装uC/OSⅡ操作系统，并在uC/OSⅡ环境下开发可剪裁、可移植的平台软件，实现Modbus协议的主从机通讯。使用此平台开发的主机具有较高且可靠的实时性，可组建工业总线网络，实现集中控制，灵活性高，维护和升级成本低，易于扩展等优点。

1 硬件设计

（1）器件选择。平台硬件主要由高性能ARM、4～20mA电流产生电路、接口隔离、计数器、数据存储和RS232串口构成。其中高性能的ARM采用NXP公司的LPC2xxx系列ARM7中的LPC2136.拥有一个SPI、一个SSP、两个UART、一个DAC、两个ADC、256KB的FLASH和32KB的RAM等片内外设。4～20mA电流产生采用AD421芯片配合外围芯片。接口隔离采用高速电偶合成器6N137和双向光耦继电器AWQ210.计数器采用16位可编程计数器8254.数据存储采用I?C接口的电源监控芯片CAT1025中的E?ROM。……