本章首先簡要介紹了2017最新款電磁流量計ARM的流量測量系統的硬件基本結構，然后分別對硬件系統各部分進行詳細的介紹，包括ARM微處理器、勵磁信號產生電路、信號采集與處理電路、模數輸出電路、通訊電路等。

　　3.1測量系統硬件基本結構

　　基于ARM的電磁流量計轉換器的硬件部分主要由以下幾部分構成(見圖3 —1)：輸入輸出接口、流量測量接口、通訊接口和入機對話接口。輸入輸出接口包括數模輸出和開關量輸入輸出;流量測量接口包括信號采集處理、勵磁信號產生和ARM微處理器;通訊接口包括RS一232、RS-485和HART;人機對話接口包括鍵盤和LCD顯示。圖3—1測量系統硬件結構圖其工作過程如下：傳感器由一對勵磁線圈和一對對稱分布的檢測電極構成; 線圈接受勵磁電路送出的經功率放大后的勵磁信號而產生感應磁場，在電極上產生因流體切割磁力線而產生的感應電動勢(即測量信號);并將之送入信號處理電路進行處理，信號處理電路對傳感器輸入的信號進行放大、濾波處理后通過A/D轉換器采樣后輸入單片機系統，通過LCD顯示測量值。

　　3.2電源系統

　　本系統所用電源電壓種類較多，包括+24V、±15V、±12V、+5V、。/-3.3V 和+1.8V，如表3—1所示。本系統設計了萬能輸入式的集成開關式穩壓電源， 此電源可輸出兩個+24V和一個±15V。其它電源電壓則通過小型開關芯片或者三端穩壓芯片產生，如圖3—2所示。表3—1系統電源明細表電源電壓單片機系統+5V、+3.3V、+1.8V 信號處理電路±12V 勵磁電路+24V、+5V 通訊電路+5V D/A輸出單獨+24v 期：ljRsil0"13 圖3—2電源系統電路圖

　　3.3單片機系統

　　本測量系統MCU選用的是Philips的32位ARM單片機LPC2106㈣，與晶振輸入模塊、復位電路、LCD顯示模塊和鍵盤模塊共同構成單片機系統。詳細電路圖如圖3—3所示。圖3—3單片機系統電路圖器LPC2106是一款支持實時仿真和跟蹤的ARM7TDMI.S微處理器。自帶128KB高速Flash存儲器，采用3級流水線技術，取指、譯碼和執行同時進行， 能夠并行處理指令，提高了CPU運行速度。由于內含多個32位定時器、PWM 輸出和32個GPIO，且無需外擴RAM 具有較小的尺寸和較低的功耗，非常適用于本系統的小型化要求。CPU通過SPI總線和A/D、D/A以及LCD控制芯片相互通訊，只需3根數據線和控制線即可擴展所有外圍器件，大大提高了系統的可靠性、減少了尺寸、降低了成本。此外，LPC2106還自帶PWM輸出，可直接用于輸出頻率信號和脈沖當量。LPC2106可使用外部晶振或者外部時鐘源，時鐘頻率為10～25MHz，內部PI，L電路可調整時鐘，使系統運行速度更快(CPU最大操作頻率為60Hz)。系統時鐘電路如圖3—3，用1M Q電阻R3并接到晶振的兩端，使系統更容易起振。由于ARM芯片的高速、低功耗、低工作電壓導致其噪聲容限低，因此對電源的紋波、瞬態響應性能、時鐘源的穩定性提出了更高的要求。所以本系統的復位電路使用了專用上電復位芯片MAX803。RST引腳為施密特觸發器輸入引腳， 帶有一個額外的干擾濾波器。上電復位芯片提供的芯片復位會啟動喚醒定時器， 只有當外部復位撤除后，震蕩器才開始運行。當計數達到一個固定個數的時鐘時， Flash控制器完成其初始化。