基于S3C2410的振动测试分析仪的研制

　　触摸屏接口电路

　　本振动测试分析仪的人机接口界面采用了电阻式触摸屏，加上采用了640×480的高亮TFT彩色液晶屏，使得人机界面很友善，操作非常方便。S3C2410自带了触摸屏的接口电路，触摸屏接口的设计比较简单。触摸屏接口电路如图3，其中YU、YL、XR、XL表示4线电阻式触摸屏的的4个接口信号。

　　图3 触摸屏接口电路

　　信号输入接口板

　　信号输入接口板可以接涡流传感器或磁电传感器，每个通道根据接入的传感器类型不同，处理电路有所区别，电路主要由低通、高通滤波电路，有效值转换电路等组成，输出交流的波形信号或直流信号（间隙电压或振动烈度）， 信号输入接口板还包括一个锁相环电路，使AD7864的采样频率是转速的128倍，即每个周期采样128点。

　　信号输入接口板和底板的连接关系如图4所示。

　　图4 信号输入接口板和底板的连接关系

　　IO1-IO7是S3C2410的8个IO口线，主要用来对信号输入接口板的输出信号进行选择，首先控制是按照涡流传感器处理还是按照磁电传感器处理，然后控制是输出交流的波形信号还是输出直流信号（间隙电压或振动烈度）。

　　Ch01-ch08是信号输入接口板输出给AD7864去进行采样的交流或直流信号。KPH信号是转速信号，送到S3C2410的定时器去测量转速。CLK的频率是KPH频率的128倍，也即外部同步采样频率信号，通过信号输入接口板上的一个锁相环电路产生，COUT是由S3C2410的定时器对输入的CLK信号进行128分频产生，是反馈给锁相环电路的相位比较信号。

　　软件设计

　　考虑到软件只需要用单任务就可以完成所有的功能，没有必要使用嵌入式实时操作系统，另外考虑到商用嵌入式实时操作系统（如VxWORKS）的价格较贵，开源的嵌入式操作系统如Linux对开发人员的要求较高，另外也不是硬实时的操作系统，所以没有采用嵌入式实时操作系统。

　　本振动测试分析仪采用了640×480的TFT真彩屏，为了达到比较好的显示效果，首先编写好基本的画图函数（画点、线、圆、弧线、椭圆、矩形、填充），然后在此基础上编写了显示图片、简单窗口、下拉式菜单的函数。由于仪表的显示界面还是相对比较简单，并不需要做成像Windows视窗那样的复杂界面，所以界面显示效果还是很漂亮的，达到了预期的要求。

　　整体流程图如图5图6所示。

　　图5 整体软件流程图

　　图6 信号的A/D采集流程图

　　结束语

　　本文详细的说明了基于S3C2410的振动测试分析仪的硬件电路设计及软件设计过程，采用了ARM9的S3C2410处理器，较以往产品的性能有大幅度的提高。由于S3C2410的内核频率及外部总线的频率很高，自带彩色LCD驱动器及触摸屏接口，所以大大提高了FFT运算的能力，可以用于实时监测，并简化了A/D数据采集部分的电路设计和成本，另外人机接口非常的友好，界面漂亮。