LPC2114与电子硬盘的接口实现
     
为了防止传输及中心站故障等问题而导致数据丢失，系统要求对一段时间内的数据进行备份，因此在系统设计的过程中需要考虑大容量存储问题。

设定本系统每分钟需要备份一次统计数据，根据环形检测器LD4的数据格式，一次数据量为1026B，若采用静态RAM作为存储单元，需要多片大容量RAM级联使用，价格昂贵，且存储容量扩展困难。若使用动态RAM作为存储单元，缺点在于控制困难，需要动态RAM控制器辅助操作。Flash作为存储器使用简单，容量大，尽管使用寿命有限，考虑到系统每1分钟存储1026B，就16MB容量而言，11天左右写满一次，那么一个月擦写约3次，以此计算，一年擦写约36次，而Flash寿命一般为擦写10万余次，所以本系统完全可以采用Flash作为电子硬盘用在车辆检测系统中。另外，Flash还具有掉电非易失特性，更适合应用于本系统。

为了便于存储容量的升级扩展，本系统选用K9F2808作为存储器。K9F2808为48脚表面封装器件，芯片内部有(16M+512K)×8 bit的存储空间，可组成32768行，528列，其中后备的16列的列地址编码为513~527，可进行528字节为一页的读、写和32页为一块的擦除操作。此外，K9F2808的特点还在于其命令、地址和数据信息均通过8条I/O总线传输，接口标准统一，易于存储容量升级。

图3为LPC2114和Flash电子硬盘之间的连线示意图，由于LPC2114没有外部总线，所以对Flash操作只能采用I/O操作方式。K9F2808各种操作具有共同特点，即在I/O端口首先发送操作命令字到命令寄存器，其后的连续3个周期发送需要操作单元的地址，顺序为：A0~A7，A9~A16，A17~A23，其中A8由命令字确定。

下面以页编程操作为例，给出K9F2808的ARM驱动程序(基于ADS1.2开发环境)，而页读以及块擦除等方法与页编程类似，只是读是由#RE信号来锁存数据，而擦除时只须送两个周期的地址。

row_add为页号，需要左移9位得到行地址。erase_flash( )——擦除Flash函数
write_command( )——写命令函数
write_address( )——写地址函数
write_data( )——写数据函数
read_data( )——读数据函数
void  flash_store(uint32 row_add, uint8 *buffer )
{ uint16 i;
 uint32 statue,address;
//变量定义
 IO0DIR |= 0x00ff0000;
//设定IO方向
 if((row_add== 0)|| ((row_add%32)==0))
 {address = row_add<<9;
 address &= 0x00fffe00;
 erase_flash(address);}
//擦除Flash
 write_command(0x80);
//写命令80H
 address = row_add<<9;
 address &= 0x00fffe00;
 write_address(address);
//写地址
 statue = IO0PIN;
//获取状态
 while((statue&fr_b)==0)
 {statue = IO0PIN;}
//忙，等待
 for(i=0;i<528;i++)
//写528字节
 {write_data(*(buffer+i));}
//写入数据
 write_command(0x10);
//写命令10H
 statue = IO0PIN;
//获取状态
 while((statue&fr_b)==0)
 {statue = IO0PIN;}
//忙，等待
 write_command(0x70);   
//写命令70H
 statue = read_data();        
//获取状态
 if(statue&0x01)
 {IO0SET |= errorled;}     
//操作失败
}

LPC2114串口通信实现
       
控制系统通过LPC2114的两个UART实现和LD4以及中心站的数据交换，两个UART具备触发点可调的16B收发FIFO。其中，UART1比UART0增加了调制解调器接口。UART的基本操作方法和传统51内核单片机相似。

首先，设置I/O连接到UART；然后设置串口波特率(如U0DLM、U0DLL)；接着设置串口工作模式(如U0LCR、U0FCR)；这时就可以通过寄存器U0THR和U0RBR发送/接收数据了，发送/接收模块的状态信息可以通过U0LSR寄存器读取。

系统通过RS-485总线和LD4板卡通信，采用MAX3485作为RS-485总线控制器和 LPC2114的UART1通信。MAX3485是3.3V供电的半双工收发芯片，将差分RS-485总线信号转换成ARM核能够接受的串口信号。为了实现和PC机通信，系统采用3.3V工作电压的MAX3232作为RS-232电平转换芯片。

LPC2114设计注意事项
    
LPC2114在开发的过程中有一些需要特殊注意的问题，总结如下：

(1) 当用户程序写入Flash后不能运行时，首先，需要考虑中断向量表是否正确，中断向量表累加和必须为0。其次，需要考虑向量表的定位，向量表是否已经定位在0x00000000地址。然后，需要考虑MEMMAP寄存器的设置是否正确，否则中断无法执行。此外，还需要考虑ISP硬件条件是否满足，LPC2114的P0.14脚在#RESET为低时，该引脚线上的低电平将强制芯片进入ISP状态，硬件设计时必须在该引脚加10KW上拉电阻，否则，该引脚不稳定，对设备启动将会有影响。

(2) LPC2114共有46个GPIO，这些I/O可以任意配置，但是个别引脚开漏输出(P0.2、P0.3)，需加上拉电阻。另外，Flash存储器K9F2808状态输出引脚R/#B开漏输出，需加10KW的上拉电阻。

(3) LPC2114芯片加密后，只能通过ISP对芯片全局擦除后才能恢复JTAG调试以及下载等功能。当#RESET为低时，P1.26的低电平使P1.26~P1.31复位后作为调试端口，注意在P1.26引脚和地之间需接一个弱偏置电阻。

系统软件设计思想及注意事项
    
车辆检测系统ARM软件采用分层设计思想，整个软件由驱动程序和应用软件两部分构成。驱动程序部分封装了Flash操作、RS-485操作、实时时钟(RTC)操作、RS-232操作和I/O等操作。应用软件分成基本函数库和主程序。其中，主程序流程如图4所示。

在32位ARM核应用系统中，为了进行系统初始化，往往采用一个汇编文件作为启动代码，来实现堆栈、中断、系统变量、I/O初始化以及地址重映射等操作。开发平台ADS的策略是不提供完整的启动代码，不足部分需要开发人员自己编写。

系统设计的启动代码包含中断向量表、堆栈初始化以及相应的中断服务程序与C语言的接口。对LPC2114而言，为了使向量表中所有数据32位累加和为0 ，向量表中设置保留向量值，将中断向量表中的32个字节数累加，其中，保留向量值不用累加，然后取累加值的补码，这个补码的低32位就是保留向量的值。该保留向量值将被BOOT装载程序用作有效的用户程序关键字。当向量表中所有数据累加和为0时，且ISP外部硬件条件不满足时，BOOT装载程序将执行用户程序。

结语
    
本文基于PHILIPS公司最新的ARM7内核微处理器LPC2114实现了高速公路车辆检测系统的控制单元部分的设计。LPC2114使用简单、开发容易、具有较高的性价比，非常适用于嵌入式系统中。目前本系统已经推向市场，并取得了较好经济效益。

参考文献
1周立功等. ARM微控制器基础与实践.北京航空航天大学出版社. 2003. 11
2马忠梅等. ARM嵌入式处理器结构与应用基础.北京航空航天大学出版社.2002