由uClinux與MC68VZ328構(gòu)成數(shù)字存儲(chǔ)示波器

摘要：介紹嵌入式μClinux操作系統(tǒng)；在該操作系統(tǒng)上使用Motorola MC68VZ328 CPU、FIFO存儲(chǔ)器，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一種數(shù)字存儲(chǔ)示波器；在軟件實(shí)現(xiàn)上，利用μUlinux的多任務(wù)特性。系統(tǒng)最大采樣頻率為40MHz，具有LCD顯示和觸摸屏界面。

    關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng) 數(shù)字存儲(chǔ)示波器 FIFO 多任務(wù)

數(shù)字存儲(chǔ)示波器是一種具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、預(yù)觸發(fā)、波形存儲(chǔ)、便于與PC機(jī)通信等特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)的便攜式智能儀器，廣泛應(yīng)用于機(jī)械故障檢查、野外作業(yè)、工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)等。本文介紹的便攜式數(shù)字存儲(chǔ)示波器構(gòu)建于嵌入式μClinux操作系統(tǒng)平臺(tái)之上，采用Motorola公司的龍珠系列MC68VZ328（以下簡(jiǎn)稱VZ328）芯片作為處理器，采樣頻率與放大幅度可通過觸摸屏調(diào)節(jié)；系統(tǒng)成本低、操作簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)采集、存儲(chǔ)和分析功能，具有實(shí)際應(yīng)用前景。

1 嵌入式系統(tǒng)簡(jiǎn)介

1.1 嵌入式μClinux系統(tǒng)

嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁減，適用于系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。嵌入式Linux(Embedded Linux)是指對(duì)Linux經(jīng)過小型化裁減后，能夠固化在容量只有幾百K字節(jié)存儲(chǔ)器芯片或單片機(jī)中，應(yīng)用于特定嵌入式場(chǎng)合的專用Linux操作系統(tǒng)。嵌入式Linux的開發(fā)和研究是目前操作系統(tǒng)領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)。

本文介紹的系統(tǒng)采用一種優(yōu)秀的嵌入式操作系統(tǒng)——μClinux。它主要面對(duì)non-MMU的處理器，其主要特征為[1]：

①是一個(gè)多任務(wù)的嵌入式操作系統(tǒng)；

②內(nèi)核小，只有512K左右；

③同Linux系統(tǒng)的API保持一致；

④繼承了Linux系統(tǒng)成熟的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧；

⑤支持一些主要的文件系統(tǒng)，如：FAT、EXT2、ROMFS、JFFS。

1.2 處理器簡(jiǎn)介

圖2 FIFO工作時(shí)序

    VZ328是Motorola公司MC68328 CPU家庭龍珠系列中的第一款。VZ328基于Motorola FLX68K核，內(nèi)部還集成了控制邏輯和SDRAM、LCD、SPI、UART、定時(shí)器/PWM和多達(dá)76位的通用I/O（GPIO）。運(yùn)行在33MHz時(shí)，VZ328處理能力為5.4MIPS。該處理器主要針對(duì)外部設(shè)備較少的手持設(shè)備，工作電壓為3.3V。

2 系統(tǒng)構(gòu)成

2.1 系統(tǒng)組成

系統(tǒng)組成框圖如圖

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