科学技术的进步带来了物流业的巨大变化,从机械化向自动化、智能化发展。我国物流业起步较晚,目前还处于人工管理或半自动管理状态,效率不高。随着物流业的发展,仓储规模不断扩大,货物种 类不断增多,带来一系列连锁反应,导致传统的物流业日渐吃力。
嵌入式扩展技术的发展可为物流MA控制领域提供强大灵活的解决方案。本文研究方案将嵌入式扩展技术系统应用于物流控制领域,采用嵌入式处理器以及丰富的外围扩展接口,配以液晶触摸屏,实现了人机交互。结合条码采集器,实现实时采集数据信息,通过无线传输实时连接服务器数据库;实时盘点货物、出入库;实时查询信息及时调度;还具有存储语音数据、简便快捷、避免人为错误、精简人力、管理库存、缩短繁杂程序、节省时间、提高服务质量等特点。
1 系统硬件设计
1.1 硬件系统组成
目标硬件平台主要分3部分:处理器核心、芯片内的外围电路、板级外围电路。本系统主要包括ARM处理器、存储器、条码扫描仪、无线收发芯片、LCD显示及触摸屏。其结构图如图1所示。
1.2 主要硬件的选型及电路设计
1.2.1 嵌入式处理器
本系统采用Samsung公司的S3C44BOX处理器,该处理器是专门为手持设备和一般应用提供的高性价比微处理器 ,使用ARM7TDMI核,工作在66 MHz。该芯片含有非常丰富的片上资源,几乎所有常用的芯片级总线结构都有对应的硬件控制器,外围扩展非常方便。
1.2.2 外部存储器
为了满足物流PDA的应用需要,本系统采用Flash、SDRAM、NAND Falsh存储器。
闪速存储器(Flash Memory)的主要特点是掉电保存信息。它既有ROM的特点,又有高存取速度,且易于擦除和重写,功耗小。在系统中通常用于存放操作系统和程序代码,以及一些在系统掉电后需要保存的用户数据等[2]。系统上电或复位后从此获得第一条指令并开始执行。本系统选用一片16 bit AM29LV160B线性Flash存储器,单片存储容量为2 MB。Flash与S3C44BOX通过一电阻与片选端nGCS0连接,外接上拉电阻;数据线与地址线分别相连;读出写入端分别接nOE、nWE。
SDRAM具有存储容量大、价格便宜、掉电不保存的特点,本系统中主要用于存放运行程序及数据堆栈等。本系统采用现代公司的57V系列HY57V641620,它是4 Banks×1 M×16 bit的SDRAM芯片,单片存储容量为4组×16 M bti(8 MB)。为了满足复杂物流数据信息系统的需求,充分发挥32位CPU的数据处理能力,系统用2块8 ns的HY57V641620并联组成32 bit SDRAM存储器系统[3]。通过nSCS选通,再由nSRAS、nSCAS来分别选通行地址和列地址寻址。
NAND Flash价格便宜、存储量大、性价比高,并且十分轻便、抗震性也好,适合用于做数码产品。本文采用K9F2808U0B 16 M×8位存储芯片,电压范围2.7 V~3.6 V,当USB控制芯片处于SLAVE模式时,就可以从PC机下载文件,存储在NAND Flash中。当盘点人员拿着PDA盘点时,系统可直接调用存储的数据文件,盘点人员清点完毕时,也可以在NAND Flash中保留一份数据,以供随时查询,还可以保存语音数据。通过GPC15来选通NAND Flash,相应的nOE、nWE 进行读写操作。各个存储器与处理器的连接电路图如图2所示。
1.2.3 LCD液晶显示及触摸屏模块
ARM处理器S3C44BOX包括LCD控制器,可支持灰度LCD和彩色LCD。本设计通过译码器选通2个74HC245分别来控制LCD像素输出和控制信号。本文选用分辨率为320×240的TFT彩色3.9寸显示器LQ039Q2DS54及ADS7843触摸屏驱动芯片。S3C44BOX通过端口PG模拟串行的SIO接口与用触摸屏控制芯片ADS7843进行数据传输,完成对触摸屏触摸位置坐标的读取。ADS7843主要完成电极电压的切换,接触点处电压值的采集以及A/D转换[4]。接口电路图如图3所示。
1.2.4 接口设计
(1)RS232接口设计
由于S3C44BOX只有2通道UART,并没有集成RS-232C接口,因此选用MAX202作为UART到RS-232C的电平转换芯片,以便其与PC 机等其他设备进行串行通信,获取数据及语音信息,方便更新数据。选用9针的DB9头,用到3条线:GND、RXD、TXD。
(2)JTAG接口
因为S3C44BOX中集成了JTAG信号,只需将信号线引出便可对设备进行调试。
(3)音频接口设计