專利名稱：基于arm7的調(diào)試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明所述的基于ARM7的調(diào)試裝置涉及一種電氣系統(tǒng)的調(diào)試裝置。
背景技術(shù)：
目前鐵路車輛調(diào)試技術(shù)是一種基于計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)、調(diào)試診斷 技術(shù)等于一身的綜合技術(shù)，可以在機(jī)車、動(dòng)車組、城市軌道車輛等的生產(chǎn)調(diào)試 過(guò)程中，幫助調(diào)試人員提高調(diào)試速度、快速判斷故障點(diǎn)，進(jìn)而提出解決方案。
以往我國(guó)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的鐵路機(jī)車、動(dòng)車組、城市軌道車輛等的控制系統(tǒng)比較 簡(jiǎn)單，硬線連接也較少，生產(chǎn)調(diào)試過(guò)程中也沒有過(guò)多繁雜手續(xù)，調(diào)試裝置的使 用比較單一，故障率也較低，因此在電力機(jī)車、動(dòng)車組、城市軌道車輛等的生 產(chǎn)調(diào)試過(guò)程中一直采用傳統(tǒng)的手工査線方式，這導(dǎo)致了鐵路車輛調(diào)試技術(shù)在我 國(guó)的發(fā)展一直很慢。
直到最近兩年，隨著國(guó)外動(dòng)車組、電力機(jī)車等先進(jìn)技術(shù)引進(jìn)后，國(guó)內(nèi)所生 產(chǎn)的鐵路機(jī)車、動(dòng)車組及城市軌道車輛的控制系統(tǒng)變得日益復(fù)雜，線路連接繁 雜而且生產(chǎn)批量較大，手工査線方式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的要求，調(diào)試技 術(shù)已經(jīng)成為制約產(chǎn)品生產(chǎn)的瓶頸。針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問(wèn)題，研究設(shè) 計(jì)一種新型的基于ARM7的調(diào)試裝置，從而克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問(wèn)題是十 分必要的。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的是研究設(shè)計(jì)一種新型的 基于ARM7的調(diào)試裝置，從而解決鐵路機(jī)車、動(dòng)車組及城市軌道車輛生產(chǎn)制造 過(guò)程中，手工査線方式不能滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的要求，調(diào)試技術(shù)已經(jīng)成為制約產(chǎn) 品生產(chǎn)的瓶頸等問(wèn)題。本發(fā)明所述的基于ARM7的調(diào)試裝置包括ARM7處理器 電路、IO接口電路、上位機(jī)接口電路、電源和顯示電路。ARM7處理器通過(guò)JTAG 接口或RTL8019S以太網(wǎng)控制器、RJ45以太網(wǎng)接口和上位機(jī)相連接。通過(guò)RS232 轉(zhuǎn)換電路、9針D型串行接口與IO接口電路相連接。并通過(guò)插口分別和LED 顯示器、LCD液晶顯示屏、FLASH16Mbit存儲(chǔ)器和SRAM4Mbit存儲(chǔ)器相連接。ARM7處理器選用PHILIPS公司的LPC2292芯片。RS232轉(zhuǎn)換電路采用SP3232E 芯片。ARM7處理器還嵌入了 nC/OS-II嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、用戶定制軟件、 診斷分析軟件、LCD顯示驅(qū)動(dòng)軟件。
本發(fā)明的目的是提供一種具有快速調(diào)試性能、數(shù)據(jù)下載性能、集成診斷性 能和在線調(diào)試性能于一體的新型智能調(diào)試裝置。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案包括主處理器電路、IO接口電路和上位機(jī)接口電路， 處理器電路通過(guò)IO接口電路與待調(diào)試系統(tǒng)硬線連接互通。所述的主處理器電路 包括ARM7核處理器、電源電路，電源電路為整個(gè)主處理器單元進(jìn)行供電。
IO接口電路用于將被調(diào)試系統(tǒng)的硬線集中，并進(jìn)行編碼，然后通過(guò)RS232 接口電路送入微處理器，這樣即使接口的線路再?gòu)?fù)雜也能通過(guò)該電路與微處理 器進(jìn)行互聯(lián)，方便實(shí)用。
上位機(jī)接口電路用于刷寫該調(diào)試裝置的調(diào)試程序，調(diào)試不同的設(shè)備時(shí)或者 當(dāng)待調(diào)設(shè)備的設(shè)計(jì)進(jìn)行改動(dòng)時(shí)，都需要對(duì)調(diào)試程序進(jìn)行及時(shí)修改，上位機(jī)接口 電路就提供了這樣一個(gè)通道，通過(guò)該端口就可以將調(diào)試程序進(jìn)行刷新，通過(guò)簡(jiǎn) 單的編程，使得應(yīng)用更加靈活，具有通用性。
進(jìn)行快速線路調(diào)試時(shí)，將外部線路信號(hào)集中于IO設(shè)備，IO端口的對(duì)外插頭 均進(jìn)行編號(hào)，通過(guò)IO接口單元進(jìn)行編碼控制，最終將編碼后的信號(hào)通過(guò)RS232 接口送入ARM主控單元，系統(tǒng)對(duì)采集的信號(hào)與預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，得出線路故 障點(diǎn)，并且在LCD顯示屏上進(jìn)行顯示，針對(duì)不同的待調(diào)試設(shè)備需要預(yù)設(shè)不同的 數(shù)據(jù)，在進(jìn)行調(diào)試時(shí)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的選擇，實(shí)現(xiàn)了調(diào)試裝置的通用性。
數(shù)據(jù)下載性能，該調(diào)試裝置具備RS232接口、以太網(wǎng)網(wǎng)口，可以通過(guò)以上 兩個(gè)接口將被調(diào)試系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)、故障信息等從上位機(jī)下載到本裝置上，為 線路檢査提供依據(jù)，可通過(guò)與預(yù)置信息的比較得出系統(tǒng)潛在的故障，并且本裝 置將自動(dòng)提出一種維護(hù)建議。
所述的裝置上還嵌入了 ^c/os-n嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)及用戶定制的調(diào)試軟
件包，其中所述的^c/os-n嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)完成任務(wù)調(diào)度、內(nèi)存管理、任
務(wù)間通信、任務(wù)的同步與互斥，中斷管理和定時(shí)器功能。在一個(gè)有操作系統(tǒng)做 支撐的平臺(tái)上，程序的運(yùn)行更加方便。用戶定制的調(diào)試軟件包用于將被調(diào)試系 統(tǒng)的線路信息、故障分析數(shù)據(jù)等信息載入該調(diào)試裝置，軟件包其實(shí)就是針對(duì)不同待調(diào)試設(shè)備的預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)。
基于ARM7核的調(diào)試裝置僅需進(jìn)行簡(jiǎn)單的功能定制后，就能大幅度的提高 調(diào)試速度，豐富的顯示界面更加直觀，尤其在大批量生產(chǎn)過(guò)程中更能體現(xiàn)出本 調(diào)試裝置的優(yōu)越性。該調(diào)試裝置的研制成功標(biāo)志著我國(guó)在鐵路機(jī)車車輛領(lǐng)域的 調(diào)試技術(shù)又上了 一個(gè)大的臺(tái)階。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于
(1) 克服了調(diào)試工人手工查線效率低下、易出錯(cuò)、故障點(diǎn)難以排査等缺點(diǎn)， 能夠大幅度的提高了調(diào)試速度，快速找到故障點(diǎn)、節(jié)約時(shí)間，并提出解決方案。
(2) 便攜式設(shè)計(jì)，可以到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行快速故障檢測(cè)。
(3) 可用于機(jī)車、動(dòng)車組、城市軌道車輛等領(lǐng)域，也可用于線路復(fù)雜、生 產(chǎn)量較大的其他設(shè)備的生產(chǎn)調(diào)試領(lǐng)域。


本發(fā)明共有九張附圖，其中-
圖1是基于ARM7的調(diào)試裝置原理框圖2是基于ARM7的調(diào)試裝置軟、硬件結(jié)構(gòu)框圖3是以太網(wǎng)接口電路；
圖4是RS232接口電路；
圖5是JTAG接口電路；
圖6是LPC2292核心處理器電路；
圖7是SRAM/FLASH接口電路；
圖8是LCD模塊接口電路；
圖9是電源電路。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的具體實(shí)施例如附圖1所示，包括ARM7處理器電路、IO接口電路、 上位機(jī)接口電路、電源和顯示電路。ARM7處理器通過(guò)JTAG接口或RTL8019S 以太網(wǎng)控制器、RJ45以太網(wǎng)接口和上位機(jī)相連接。通過(guò)RS232轉(zhuǎn)換電路、9針 D型串行接口與IO接口電路相連接。并通過(guò)插口分別和LED顯示器、LCD液 晶顯示屏、FLASH16Mbit存儲(chǔ)器和SRAM4Mbit存儲(chǔ)器相連接。
ARM7核處理器是該調(diào)試裝置的核心，運(yùn)行nC/OS-II嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集比較、自動(dòng)較線等功能。其中所述的ARM7核處理器選用PHILIPS 公司的LPC2292芯片，LPC2292是一款基于ARM7TDMI-S核，支持實(shí)時(shí)仿真 和跟蹤的CPU，并帶有256 KB嵌入的高速Flash存儲(chǔ)器。有多達(dá)112個(gè)通用10 接口 (可承受5V電壓)。RS232電平轉(zhuǎn)換采用SP3232E芯片。以太網(wǎng)控制器采 用RTL8019AS。裝置中使用了 ARM公司提出的標(biāo)準(zhǔn)20腳JTAG仿真調(diào)試接口 。 LCD采用普通彩色液晶面板。
上位機(jī)接口電路是實(shí)現(xiàn)該裝置與上位機(jī)進(jìn)行通信的通道，可通過(guò)JTAG接口 或者以太網(wǎng)控制器、以太網(wǎng)接口進(jìn)行定制應(yīng)用程序及外圍設(shè)備程序的燒寫、和 將故障數(shù)據(jù)或診斷結(jié)果上傳至上位機(jī)。
IO接口電路用于將被調(diào)試裝置的接線信號(hào)采集進(jìn)入ARM7核處理器電路， IO接口電路由電源、普通51單片機(jī)、RS232接口等構(gòu)成，在進(jìn)行線路通斷性、 接地性調(diào)試時(shí)，通過(guò)RS232接口與主處理器電路連接，對(duì)內(nèi)插頭統(tǒng)一編號(hào)，對(duì) 外根據(jù)不同的調(diào)試位置設(shè)計(jì)成與之相配合的插頭。
在對(duì)待調(diào)試設(shè)備進(jìn)行故障診斷時(shí)，通過(guò)RS232接口與待調(diào)試設(shè)備相連(在 設(shè)計(jì)中預(yù)留)，將系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、對(duì)比，得出運(yùn)行狀態(tài)結(jié)論，保存在主 處理器中的FLASH內(nèi)，可通過(guò)JTAG接口或以太網(wǎng)口將該診斷數(shù)據(jù)傳至上位機(jī)。
本發(fā)明運(yùn)行pC/OS-II嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、用戶定制軟件、診斷分析軟件、 LCD顯示驅(qū)動(dòng)軟件。
HC/OS-II嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)完成任務(wù)調(diào)度、內(nèi)存管理、任務(wù)間通信、任 務(wù)的同步與互斥，中斷管理和定時(shí)器功能。
用戶定制軟件用于植入線路信息、狀態(tài)信息、預(yù)置狀態(tài)等數(shù)據(jù)，由C語(yǔ)言 編寫完成。
LCD顯示驅(qū)動(dòng)軟件用于LCD屏的顯示驅(qū)動(dòng)。由匯編語(yǔ)言完成。 本發(fā)明所述的圖3到圖9是框圖中各框的電路圖。
權(quán)利要求
1、一種基于ARM7的調(diào)試裝置，包括ARM7處理器電路、IO接口電路、上位機(jī)接口電路、電源和顯示電路；其特征在于ARM7處理器通過(guò)JTAG接口或RTL8019S以太網(wǎng)控制器、RJ45以太網(wǎng)接口和上位機(jī)相連接；通過(guò)RS232轉(zhuǎn)換電路、9針D型串行接口與IO接口電路相連接；并通過(guò)插口分別和LED顯示器、LCD液晶顯示屏、FLASH16Mbit存儲(chǔ)器和SRAM4Mbit存儲(chǔ)器相連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ARM7的調(diào)試裝置，其特征在于ARM7處 理器選用PHILIPS公司的LPC2292芯片。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ARM7的調(diào)試裝置，其特征在于RS232轉(zhuǎn) 換電路采用SP3232E芯片。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ARM7的調(diào)試裝置，其特征在于ARM7處 理器還嵌入了 ^c/os-n嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、用戶定制軟件、診斷分析軟件、 LCD顯示驅(qū)動(dòng)軟件。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于ARM7的調(diào)試裝置，包括ARM7處理器電路、IO接口電路、上位機(jī)接口電路、電源和顯示電路；其特征在于ARM7處理器通過(guò)JTAG接口或RTL8019S以太網(wǎng)控制器、RJ45以太網(wǎng)接口和上位機(jī)相連接；通過(guò)RS232轉(zhuǎn)換電路、9針D型串行接口與IO接口電路相連接；并通過(guò)插口分別和LED顯示器、LCD液晶顯示屏、FLASH16Mbit存儲(chǔ)器和SRAM4Mbit存儲(chǔ)器相連接；本發(fā)明應(yīng)用于產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中的調(diào)試環(huán)節(jié)及故障查找環(huán)節(jié)，具備集成診斷功能、在線調(diào)試功能。并提供相應(yīng)解決方案提示。廣泛應(yīng)用于動(dòng)車組、鐵路機(jī)車、鐵路列車、地鐵列車和城市軌道交通車輛等生產(chǎn)調(diào)試領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G01M17/08GK101308178SQ20081001164
公開日2008年11月19日 申請(qǐng)日期2008年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月2日
發(fā)明者躍 于, 任寶兵, 杜振環(huán), 王忠福 申請(qǐng)人:謝步明