嵌入式系统SOM5307A模块的应用实验_嵌入式系统_SOM5307A模块

嵌入式系统SOM5307A模块的应用实验

2008/9/16 10:49:00

Applied Experiment with Embedded System SOM5307A Module

摘要：介绍了SOM5307A模块结构和特点，及其实现多媒体教室控制管理系统的实验过程。

关键词：嵌入式系统 SOM5307A模块多媒体教室控制

Abstract This paper introduces the SOM5307A module and it’s characteristics . Then it presents the experimentation to realize management & control system based on SOM5307A module for multimedia classroom.

Keywords Embedded system SOM5307A module multimedia classroom control

1 引言

某外国语中学拥有几套多媒体教室，其分布在同一幢楼房的不同楼层中。为方便管理，希望开发一套“多媒体教室控制管理系统”。项目要求系统具有如下功能：①每个任课老师人手一张智能卡，任课老师在整个学期中使用多媒体教室的日期和时间都预先输入管理电脑中。②老师用智能卡开启要使用多媒体教室的门。③教师里各电源按时开或关，室内照明按光照情况自动开或关。④管理员可通过上位管理机进行人工操作。本文叙述采用嵌入式系统实现上述功能的实验。

2 硬件组成

本应用实验采用系统模块+用户功能接口电路两部分。

2.1 模块介绍

SOM5307A是一个基于Motorola Coldfire MCF5307 CPU的32位微处理器系统模块(System on Module)，它上面包含了运行嵌入式操作系统所需要的核心硬件如CPU、SDRAM、Flash 以及10M以太网接口等，同时还留有足够的资源装载和运行用户的应用程序。整个系统模块都做在一块面积小于一张信用卡的电路板上， SOM5307A上的几乎所有可用信号（如数据总线、地址总线、控制总线、串口、以太网口等）都连接到两个84脚的连接器上。通过板上这两个84脚的连接器，能够非常方便地实现与用户应用系统的连接。系统具有体积小、耗电低、处理能力强、网络功能强大的特点，能够装载和运行嵌入式Linux操作系统，特别适合需要Internet连接的嵌入式应用。其外观如图1所示，性能如下：

l 32位 Motorola Coldfire 5307 CPU,处理能力达75 Dhrystone 2.1 MIPS

l CPU工作频率 88.472MHz,总线频率44.236MHz

l 16M 字节 SDRAM

l 2M 字节 FLASH Memory

l 1个10M以太网接口（10BaseT包括网络变压器）

l 两个通用异步串行口（UART）

l 2 个16位定时器

l I²C总线接口

l 并行I/O接口

l 4通道DMA

l 硬件看门狗

l 实时时钟，提供时间日期

l 两个84脚的连接器引出总线和输入输出信号

l 小体积：46mm x 100mm x 7mm

l 低功耗

l 够装载和运行嵌入式Linux

l 完整的嵌入式Linux开发系统软件支持

图1 SOM5307A模块

2.2 应用电路

根据客户要求需输出控制的点有：教室的总电源、空调电源、室内插座、教室门锁、室内照明开关和提示声音。输入的信号有：室内亮度信号、门磁开关信号、读卡器信号。这部分接口电路都整合在用户功能接口电路板上。

SOM5307A通过其两侧的两个84脚连接器即扩展总线连接器与用户功能接口电路板相连，将系统模块上的1个10M以太网接口引出接上位管理机（或开发机）；1个通用异步串行口引出接读卡器；并行I/O接口用于CPU读取和输出数字开关量，为增强抗干扰性能，接口与CPU的I/O脚之间加了光电藕合器4N33，其中有六路继电器输出，1路声音输出，3路输入。设计用户功能接口电路板时须特别注意：①SOM5307A不能承受5V 电平！其工作电压是3.3V。② SOM5307A的数据总线、地址总线、控制总线都应该用总线驱动器件(如74LVCX245)和用户功能接口电路之间进行隔离。整个实验电路的原理框图如图2所示。