本章首先简要介绍了2017最新款电磁流量计ARM的流量测量系统的硬件基本结构，然后分别对硬件系统各部分进行详细的介绍，包括ARM微处理器、励磁信号产生电路、信号采集与处理电路、模数输出电路、通讯电路等。

　　3.1测量系统硬件基本结构

　　基于ARM的电磁流量计转换器的硬件部分主要由以下几部分构成(见图3 —1)：输入输出接口、流量测量接口、通讯接口和入机对话接口。输入输出接口包括数模输出和开关量输入输出;流量测量接口包括信号采集处理、励磁信号产生和ARM微处理器;通讯接口包括RS一232、RS-485和HART;人机对话接口包括键盘和LCD显示。图3—1测量系统硬件结构图其工作过程如下：传感器由一对励磁线圈和一对对称分布的检测电极构成; 线圈接受励磁电路送出的经功率放大后的励磁信号而产生感应磁场，在电极上产生因流体切割磁力线而产生的感应电动势(即测量信号);并将之送入信号处理电路进行处理，信号处理电路对传感器输入的信号进行放大、滤波处理后通过A/D转换器采样后输入单片机系统，通过LCD显示测量值。

　　3.2电源系统

　　本系统所用电源电压种类较多，包括+24V、±15V、±12V、+5V、。/-3.3V 和+1.8V，如表3—1所示。本系统设计了万能输入式的集成开关式稳压电源， 此电源可输出两个+24V和一个±15V。其它电源电压则通过小型开关芯片或者三端稳压芯片产生，如图3—2所示。表3—1系统电源明细表电源电压单片机系统+5V、+3.3V、+1.8V 信号处理电路±12V 励磁电路+24V、+5V 通讯电路+5V D/A输出单独+24v 期：ljRsil0"13 图3—2电源系统电路图

　　3.3单片机系统

　　本测量系统MCU选用的是Philips的32位ARM单片机LPC2106㈣，与晶振输入模块、复位电路、LCD显示模块和键盘模块共同构成单片机系统。详细电路图如图3—3所示。图3—3单片机系统电路图器LPC2106是一款支持实时仿真和跟踪的ARM7TDMI.S微处理器。自带128KB高速Flash存储器，采用3级流水线技术，取指、译码和执行同时进行， 能够并行处理指令，提高了CPU运行速度。由于内含多个32位定时器、PWM 输出和32个GPIO，且无需外扩RAM 具有较小的尺寸和较低的功耗，非常适用于本系统的小型化要求。CPU通过SPI总线和A/D、D/A以及LCD控制芯片相互通讯，只需3根数据线和控制线即可扩展所有外围器件，大大提高了系统的可靠性、减少了尺寸、降低了成本。此外，LPC2106还自带PWM输出，可直接用于输出频率信号和脉冲当量。LPC2106可使用外部晶振或者外部时钟源，时钟频率为10～25MHz，内部PI，L电路可调整时钟，使系统运行速度更快(CPU最大操作频率为60Hz)。系统时钟电路如图3—3，用1M Q电阻R3并接到晶振的两端，使系统更容易起振。由于ARM芯片的高速、低功耗、低工作电压导致其噪声容限低，因此对电源的纹波、瞬态响应性能、时钟源的稳定性提出了更高的要求。所以本系统的复位电路使用了专用上电复位芯片MAX803。RST引脚为施密特触发器输入引脚， 带有一个额外的干扰滤波器。上电复位芯片提供的芯片复位会启动唤醒定时器， 只有当外部复位撤除后，震荡器才开始运行。当计数达到一个固定个数的时钟时， Flash控制器完成其初始化。