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成像测井显示系统设计方案分析
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2017-10-17
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石油行业中的测井技术是一种井下油气勘探方法，用于发现油气藏，评估油气储量及其产量。从1927年发展至今已经出现第五代测井系统，即成像测井系统。成像测井系统通过成像井下仪传感器阵列扫描或旋转扫描测量，沿井眼纵向、周向或径向采集地层信息，经测井电缆传输到井上成像测井地面系统，使用图象处理技术得到井壁的二维图象或井眼周围某一探测深度以内的三维图象。这比以往测井系统的曲线表示方法更精确、更直观、更方便。
第四代数控测井地面系统以LED指示灯、数码管等作为显示器件，存在显示信息量小，扩展不灵活，电路复杂等诸多缺点。本设计以控制能力突出，外设接口丰富，运算速度快的ARM芯片LPC1788作为控制、数据处理核心，使用了位于AHB总线上能进行快速访问的多个GPIO口以扩展定制的宽温液晶屏，对各种信息的显示明确、清晰、实时、稳定可靠，并能在恶劣的环境中正常工作。
1 NXP LPC1788 ARM处理器简介
LPC1788是恩智浦公司新推出的一款基于ARM Cortex-M3的微控制器，用于处理要求高集成度和低功耗的嵌入式应用。本系统选用此芯片作为主控芯片是由于它具备以下突出特点：
1）LPC1788是下一代内核Cortex—M3架构，在相同的时钟速率下能提供比ARM7更高的性能，频率可以高达120 MHz.
2）多达165个可配置上拉/下拉电阻、开漏模式的通用I/O管脚，控制能力强大。
3）一个以太网MAC带MII/RMII，便于数据的传输。5个UART，带小数波特率发生功能，支持RS-485/EIA-485.
4）12位模数转换器（ADC），可在8只管脚之间实现多路输入，转换速率高达400 kHz，并具有多个结果寄存器。12位ADC可以与GPDMA控制器一起使用。
5）LPC1788的管脚引出线可与LPC24xx和LPC23xx保持管脚功能兼容，方便系统的升级。
2 ARM显示系统组成
图1是ARM显示系统工作原理示意图。ARM LPC1788是整个系统的核心，它主要有以下几个方面的功能：一方面负责收发网络和串口上的数据，另一方面用内置AD采集直流交流供电回路上的电压电流信号，并控制液晶屏显示相关信息。
图2是实际电路图截选。
ARM LPC1788、晶振电路、供电电源、复位电路、驱动电路和其他外围电路封装成一个小模块LPC1788 MODULE，通用化，以方便系统共用。程序调试和下载使用JTAG口。D2为MC1413，负责控制继电器的通断。XS10：RJ45接网线，和上位机进行数据交换。XS8为液晶屏接口，分别把数据线D0-D7，地址线A0-A1，控制线CS0、WR、RD接到液晶屏相应端口上去。ARM模块管脚70-73是LPC1788内部AD收入，采集模拟信号。串口为49、50两管脚，与单片机C8051F040转发数据。
第四代数控测井地面系统以LED指示灯、数码管等作为显示器件，存在显示信息量小，扩展不灵活，电路复杂等诸多缺点。本设计以控制能力突出，外设接口丰富，运算速度快的ARM芯片LPC1788作为控制、数据处理核心，使用了位于AHB总线上能进行快速访问的多个GPIO口以扩展定制的宽温液晶屏，对各种信息的显示明确、清晰、实时、稳定可靠，并能在恶劣的环境中正常工作。
1 NXP LPC1788 ARM处理器简介
LPC1788是恩智浦公司新推出的一款基于ARM Cortex-M3的微控制器，用于处理要求高集成度和低功耗的嵌入式应用。本系统选用此芯片作为主控芯片是由于它具备以下突出特点：
1）LPC1788是下一代内核Cortex—M3架构，在相同的时钟速率下能提供比ARM7更高的性能，频率可以高达120 MHz.
2）多达165个可配置上拉/下拉电阻、开漏模式的通用I/O管脚，控制能力强大。
3）一个以太网MAC带MII/RMII，便于数据的传输。5个UART，带小数波特率发生功能，支持RS-485/EIA-485.
4）12位模数转换器（ADC），可在8只管脚之间实现多路输入，转换速率高达400 kHz，并具有多个结果寄存器。12位ADC可以与GPDMA控制器一起使用。
5）LPC1788的管脚引出线可与LPC24xx和LPC23xx保持管脚功能兼容，方便系统的升级。
2 ARM显示系统组成
图1是ARM显示系统工作原理示意图。ARM LPC1788是整个系统的核心，它主要有以下几个方面的功能：一方面负责收发网络和串口上的数据，另一方面用内置AD采集直流交流供电回路上的电压电流信号，并控制液晶屏显示相关信息。
图2是实际电路图截选。
ARM LPC1788、晶振电路、供电电源、复位电路、驱动电路和其他外围电路封装成一个小模块LPC1788 MODULE，通用化，以方便系统共用。程序调试和下载使用JTAG口。D2为MC1413，负责控制继电器的通断。XS10：RJ45接网线，和上位机进行数据交换。XS8为液晶屏接口，分别把数据线D0-D7，地址线A0-A1，控制线CS0、WR、RD接到液晶屏相应端口上去。ARM模块管脚70-73是LPC1788内部AD收入，采集模拟信号。串口为49、50两管脚，与单片机C8051F040转发数据。
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