唐永強 羅桂娥 尹大慶

摘 要：設計了一款基于ARM9的實驗室智能自助服務終端，系統中采用sumsung公司ARM9處理器S3C2410作為主控制器，實現對系統中各個模塊的控制。系統硬件和軟件均采用了結構化、模塊化的設計方法，使得系統結構更加清晰。系統實施可以徹底改變傳統的實驗指導老師對實驗報告進行打分的方式，大大提高了實驗報告打分效率。

關鍵詞：ARM9 自助終端 模塊化 實驗報告

中圖分類號：TP311.52 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）03（a）-00-02

隨著招生規(guī)模的擴大及課程改革的需要，高校實驗室規(guī)模越來越大，傳統的管理模式已經日顯落后。隨著高校選課制的進行，學生的實驗時間分散，這對實驗室資源的合理配備與管理也提出了更高的要求。傳統的實驗室管理方式過于單一、落后，實驗中心老師除了要安排學生做實驗外，還要指導實驗，并且實驗后還需要評閱實驗報告成績以及完成實驗報告成績的錄入。傳統實驗成績錄入方式是老師將學生學號輸入電腦，電腦顯示該學生所做過的所有實驗項目，然后老師再在所有實驗項目中找出待評分實驗報告所對應的實驗項目，最后將成績錄入，實驗報告成績錄入過程枯燥、繁瑣。這種實驗室管理方式給老師造成了很重的負擔。基于以上的考慮，該文研究并設計了一種基于ARM9的實驗室智能自助服務

終端。

1 系統結構和工作原理

實驗室智能自助服務終端系統主要由ARM9主控制器模塊、IC卡信息采集模塊、條形碼打印模塊、觸摸操作顯示模塊、通訊模塊、供電模塊、條形碼閱讀器模塊組成，如圖1所示。其工作原理為學生進行某次實驗之前將本人的校園卡放置在IC卡讀卡器上，讀卡器將讀取學生基本信息，并將信息顯示在觸摸屏上，學生可以通過對顯示屏上各功能選項進行觸摸操作，實現相應的功能。對應于某次實驗，學生在該終端上必須要進行的功能操作是進行一維條形碼打印，打印出的條形碼上記錄著該生本次實驗的全部相關信息，包括實驗時間、實驗項目等內容，由于條形碼是由不干膠熱敏打印機打印，打印出的條形碼背面涂有不干膠，方便學生將條形碼粘貼到實驗報告紙上。通過條形碼閱讀器掃描學生實驗報告紙上的一維條形碼，電腦便會彈出對應于該生本次實驗的打分窗口，方便老師對該生成績的錄入，通過通訊模塊將實驗報告成績傳到自助服務終端，方便成績查詢。本設計采用了目前應用最廣泛并且功能強大的嵌入式處理器實現了友好的人機界面、高速的數據采集及以太網通信，硬件設計采用了結構化、模塊化的設計思想，硬件平臺結構清晰，易于裁剪。

2 系統各模塊的設計

2.1 主控制器模塊的設計

系統采用了sumsung公司的arm9處理器S3C2410作為核心控制模塊，它采用的是203MHz的ARM920T嵌入式微處理器內核，由ARM9TDMI、存儲管理單元MMU和高速緩存三個部分組成，使用了5級流水線工作模式。

2.2 條形碼打印模塊設計

條形碼打印模塊選擇型號為EZ-1105的科誠（GODEX）不干膠熱敏打印機，EZ-1105打印機內建中文，可儲存點矩陣ASCII字型、圖形、標簽格式與亞洲字型，具有自動切紙功能，打印出的條形碼方便粘貼。它可選配以太網和RS232串口，含有高速USB2.0接口，內建2MB空閑FLASH內存，可儲存大量標簽、字體及圖片。系統中，EZ-1105打印機通過高速USB2.0實現與S3C2410開發(fā)板的通信。

2.3 顯示觸摸模塊設計

系統選用SUMSUNG公司生產的屏幕比例為16∶10，分辨率為1024×600的8.9寸液晶顯示屏。選擇液晶顯示器LCD，是因為其具有顯示信息豐富、功耗低、體積小、重量輕等其他顯示器無法比擬的優(yōu)勢，目前在智能儀表儀器和低功耗電子產品中已經得到了廣泛的應用。

在液晶顯示屏上放置電容式觸摸屏，以完成觸摸操作功能。系統中采用ADS7846作為觸摸屏控制器，實現觸摸屏與S3C2410的通信。LCD液晶顯示屏通過LCD接口與S3C2410的通信。

2.4 供電模塊設計

為了使系統性能穩(wěn)定運行，合理的選擇供電電源是非常重要的。通過變壓器從220 V電網上獲得2次端電壓，之后通過橋式整流電路將交流整流成直流，再由穩(wěn)壓管和電容、電感組成的濾波電路得到12 V的直流電源[2]。

3 系統軟件設計

這里主要闡述如何對控制器進行驅動程序設計。控制器需要多個設備驅動程序，作為內核的一部分，驅動程序主要完成以下功能：對設備的初始化和釋放；把數據從內核傳送到硬件和從硬件讀取數據；讀取應用程序傳送給設備文件的數據和回送應用程序請求的數據；檢測和處理設備出現的錯誤[3]。系統驅動程序設計同樣采用了模塊化的設計思想，系統中的驅動程序主要包括IC卡模塊驅動程序、觸摸屏模塊驅動程序、打印機模塊驅動程序、通信模塊驅動程序。系統軟件流程圖如圖3所示。

4 結語

該文把基于ARM9的嵌入式系統引入到實驗報告分數輸入中來，實踐驗證，與傳統方式相比，該系統大大提高了成績輸入的效率，減輕了老師負擔，并且提供了友好的人機交互界面，是實驗室智能化建設這一大工程里面的一個重要環(huán)節(jié)，相信在不久的將來在高校實驗室建設中會得到普及和推廣。

參考文獻

[1] 薛凌燕，楊吉宏，李凌云，等.基于ARM9的嵌入式系統研究及設計[J].計算機技術及應用，2009（3）：65.

[2] 謝晶，彭熙偉，耿慶波，等.基于ARM9的智能客房控制器設計[J].低壓電器，2008（14）：6.

[3] 閆哲，杜濤，左海利.智能家居控制系統的設計及實現[J].自動化技術與應用，2010，29（2）：94.