經過十多年的發展，無紙記錄儀已經發展到彩色大屏幕液晶、大容量存儲并可外接擴展存儲、滿足多通道輸入的階段。

市場對無紙記錄儀的要求越來越高，無紙記錄儀的功能也越來越豐富。基于8位單片機的硬件平臺在日益高漲的要求下顯得捉襟見肘，選擇一種基于高性能處理器的硬件平臺成了無紙記錄儀發展的需要，這種硬件平臺可以使無紙記錄儀采用更加優化的軟件體系結構，為儀表功能的擴展提供保障。

目前市場上逐步流行的ARM嵌入式處理器給我們提供了良好的選擇。ARM嵌入式處理器是一種高性能、低功耗的32位RISC芯片。其主要特點是：具有大量的寄存器；絕大多數操作都在寄存器中進行；尋址方式簡單；采用固定長度的指令格式；在同一條數據處理指令中包含算術邏輯處理單元和移位處理；使用地址自動增減來優化程序中循環處理；可以批量傳輸數據；所有指令都可以根據前面指令執行結果決定是否執行。32位的ARM芯片以其卓越的性能、低廉的價格和廣泛的應用，為無紙記錄儀提供了新的解決方案。我們在研制增強型R5000中長圖彩色無紙記錄儀時，選擇了性價比較優的以ARM7TDMI為內核的at91m40800。

在硬件的構建上我們采用了主從機的結構。主機以at91m40800ARM芯片作為硬件平臺，具有大容量的FLASH和CF卡接口、液晶顯示屏驅動接口、鍵盤接口；從機采用以51單片機為控制核心的采集模塊。主機負責畫面顯示、用戶組態、數據管理及遠程通訊(RS232或485)。從機負責信號調理、數據計算、報警輸出。主從機間通過RS232接口連接，傳遞通道組態信息和通道數據值。采用該種結構的優點是模塊化設計，主從機各司其職，分工合作；應用靈活，兼容性好；故障定位容易。該系統的易用性和可靠性已經在工廠應用中得到了證明。主機板結構框圖見圖1。



圖1 上位機主機板原理框圖

基于以上的硬件平臺我們編寫了一套符合企業標準的驅動庫，包括數據處理模塊、DATAFLASH操作模塊、CF卡操作模塊、液晶顯示驅動模塊、通訊模塊、按鍵響應模塊。這些模塊的建立，使得我們的編程人員在構建上層軟件的時候可以專注于上層軟件的設計開發，保證硬件對其的透明性。

R5000通用軟件平臺采用中控儀表公司自主開發的實時多任務調度系統，該調度系統采用時間片輪詢結合任務優先級的方法進行任務的調度，以16ms為時間的基本單元，每16ms查詢一次任務，然后根據任務的優先級，先執行高優先級的任務，再執行低優先級的任務，其中有些任務采用定時申請方式、有些采用條件觸發申請方式。在這系統中同時還開了一些中斷以應付需要及時響應的任務（如上下位機的通訊、I/O信號的采集等等），中斷的響應時間為1～ 2ms，通過這樣的組合調度，完全能滿足工業儀表的要求。

增強型R5000中長圖無紙記錄儀具有的特性：

1、具有完善的溫壓補償功能，可以補償過熱蒸汽、飽和蒸汽和一般氣體。

2、具有流量的日報表和月報表功能。

3、具有32通道的萬能輸入功能。

4、32個報警觸點可任意組態，每個報警輸出的關系是相或的。

5、具有二次標定功能，且可對AD板采集的原始數據進行一覽。

6、可通過線性公式對采樣的數據進行修正，使之達到滿意的結果。

7、可通過非線性表格功能實現對一些特殊信號的處理。

8、除具有常規的上下限報警外，還具有速率報警功能，并有報警延時濾波功能。

9、在儀表的組態中支持中英文輸入和一些特殊字符的輸入，以適應不同場合的要求。支持的中文輸入法有：拼音輸入法、五筆輸入法。

10、在組態中支持通道塊拷貝和單項的塊拷貝，當光標停在通道號上時，拷貝、粘貼的是整個通道的內容，當光標停在其它地方時，拷貝、粘貼的是單項內容。利用此功能可以方便地對記錄儀進行組態，大大節省了用戶組態的時間。

11、提供CF卡借口，可以實現多機快速拷貝組態；可將歷史記錄快速轉存到CF卡中，利用上位機可以瀏覽歷史數據。

12、可通過RS232和RS485口與上位機通訊，可傳遞組態、歷史數據等信息。




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