基于ARM9处理器的智能导游仪设计

　　1 系统整体硬件设计

　　该导游仪主要由arm处理器、音频处理模块、触摸显示模块、FLASH存储模块等组成。本设计中的核心处理器和操作系统分别选定三星公司基于arm9内核的S3C2410X01处理器和目前比较流行的嵌入式操作系统Linux操作系统。S3C2410X01处理器是一种基于arm920T内核的16/32-bit RISC CPU，拥有独立的16KB指令和16KB数据CACHE、MMU虚拟内存管理单元、NAND Flash boot loader、系统管理单元(SDRAM处理器等)、3通道UART、4通道DMA、4通道具备PWM功能的定时器、IO口、RTC(实时时钟)、8通道10 bit精度ADC和触摸屏处理器、IIC总线接口、IIS数字音频总线接口、 HOST、UDEVICE、SD/MMC卡处理器、集成LCD处理器(支持STN和TFT)、2通道SPI和PLL数字锁相环等。该处理器集成度高、功能强大，适用于便携设备和其它工控设备，如指纹识别器、车载系统等。

　　本导游仪中的接收模块主要用于接收IDCode。出于小体积、低功耗、有效范围可控、便于跳频的角度考虑，本设计选用Nordic公司的nRF401单片UHF无线收发芯片，并让其工作在433 MHz ISM (Industrial，Scientific and Medical)频段。由于采用了FSK调制解调技术，因而其抗干扰能力很强。而采用PLL频率合成技术，可使其频率稳定性更好，该系统的发射功率最大可达10dBm，接收灵敏度最大为-105 dBm，数据传输速率可达20 kbps，工作电压在+3～5 V之间，同时nRF401无线收发芯片所需的外围元件也较少。nRF401芯片内包含有发射功率放大器(PA)、低噪声接收放大器(LNA)、晶体振荡器(OSC)、锁相环(PLL)、压控振荡器(VCO)、混频器(MIXFR)、解调器(DEM)等电路。在接收模式中，nRF401被配置成传统的外差式接收机，所接收的射频调制数字信号被低噪声放大器放大后，再经混频器变换成中频，放大、滤波后进入解调器，解调后将其变换成数字信号输出(DOUT端)。而在发射模式中，数字信号则经DIN端输入，然后经锁相环和压控振荡器处理后进入发射功率放大器的射频输出。由于采用了晶体振荡和PLL合成技术，故其频率稳定性极好;而采用FSK调制和解调技术则可使抗干扰能力更强。

　　2 系统软件设计

　　导游仪的软件要负责处理nRF401的接收数据，同时要调用和处理相应的导游文字、图片、语音信息，还要及时响应用户的触摸操作，并管理图形用户界面(GUI)、用户时钟和存储景点信息，此外，还要与各外围器件进行通信和接口。若采用传统MCU的前后台系统编写程序，其复杂性可想而知。因此，采用体积小、速度快、具有较好裁减性、扩展性和可移植性的实时嵌入式操作系统(RTOS)则成为必然选择。考虑到Linux操作系统可以完全开放源代码。且硬件兼容性较好，可以移植到不同处理器上，本系统选用Linux操作系统并通过arm处理器来完成设计。