一种基于LPC4357处理器的显示终端的制作方法

本实用新型涉及一种铁路行业使用的显示终端，特别涉及一种基于LPC4357处理器的显示终端。

背景技术：

目前，铁路行业使用的显示终端，一般是以工控机为核心，辅以外围控制电路进行硬件设计，硬件成本高，质量不稳定，可维护性差。

技术实现要素：

鉴于现有技术存在的问题，本实用新型提供一种基于LPC4357处理器的显示终端，该产品在硬件设计上，通过LPC4357和外部eMMC flash、SPI flash、SDRAM、Codec、PHY等芯片进行配合，实现信号处理，存储压缩以及对以太网，US背光，LCD显示，免提等所有外设的控制工作，具体技术方案是，一种基于LPC4357处理器的显示终端，包括电源电路、端口电路、存储器电路、外围接口电路、键盘和LCD，其特征在于：增加了以太网电路、音频编解处理电路和LPC4357处理器，连接为LPC4357处理器通过SPI串口与读写器SPI NOR连接，通过数据总线MMC及EMC与闪存器eMMC、同步存储器SDRAM连接，通过RGB565与LCD连接，通过GPIO模拟键盘矩阵，通过USB总线与串口USB连接，通过ADC口与外部光敏器件连接，通过I2C总线RTC时钟电路连接，通过UART0总线连接RS485接口，通过UART2总线连接RS422接口，通过UART3总线连接RS422接口，通过CAN0总线连接CAN接口，通过I2S和I2C总线连接音频编解码处理电路，通过RMII总线连接以太网电路，电源电路为各电路提供1V8、3V3模拟、3V3数字、5V、或13.8V电压；其中音频编解处理电路采用TLV320AIC3106芯片与LPC4357处理器的具体连接为TLV320AIC3106与LPC4357之间通过I2S接口传送数字音频数据，通过I2C接口传送控制命令，TLV320AIC3106的MCLK引脚连接到LPC4357的P3_0、BCLK引脚连接到LPC4357的P6_0、WCLK引脚连接到LPC4357的P6_1、TLV320AIC3106的DIN连接到LPC4357的P7_2、DOUT、连接到LPC4357的P6_2、SCL引脚、连接到LPC4357的I2C0_SCL、SDA引脚、连接到LPC4357的I2C0_SDA，TLV320AIC3106芯片与外部设备之间的连接为TLV320AIC3106的LINE1LP&LINE1LN差分对引脚连接到主机的音频差分输入接口、HPROUT&HPRCOM差分对引脚连接到主机的音频差分输出接口、MIC3L引脚连接到列尾的音频输入接口、HPLCOM引脚连接到列尾的音频输出接口、TLV320AIC3106的MIC3R引脚连接到手柄的音频输入接口、HPLOUT引脚连接到手柄的音频输出接口、另外两个差分对引脚LEFT_LOP&LEFT_LOM，RIGHT_LOP& RIGHT _LOM均连接到外部音频免提功放上。

本实用新型的技术效果是，完全实现了原铁路行业使用的显示终端的所有功能，并且硬件成本大幅降低，系统更加简洁可靠，降低产品故障率、可维护性高。

附图说明

图1是本实用新型的系统连接框图；

图2是本实用新型的音频编解处理电路与LPC4357处理器、外部设备电路连接图。

具体实施方式

如图1、2所示，一种基于LPC4357处理器的显示终端，包括电源电路、端口电路、存储器电路、外围接口电路、键盘和LCD，增加了以太网电路、音频编解处理电路和LPC4357处理器，连接为LPC4357处理器通过SPI串口与读写器SPI NOR连接，通过数据总线MMC及EMC与闪存器eMMC、同步存储器SDRAM连接，通过RGB565与LCD连接，通过GPIO模拟键盘矩阵，通过USB总线与串口USB连接，通过ADC口与外部光敏器件连接，通过I2C总线RTC时钟电路连接，通过UART0总线连接RS485接口，通过UART2总线连接RS422接口，通过UART3总线连接RS422接口，通过CAN0总线连接CAN接口，通过I2S和I2C总线连接音频编解码处理电路，通过RMII总线连接以太网电路，电源电路为各电路提供1V8、3V3模拟、3V3数字、5V、或13.8V电压；其中音频编解处理电路采用TLV320AIC3106芯片与LPC4357处理器的具体连接为TLV320AIC3106与LPC4357之间通过I2S接口传送数字音频数据，通过I2C接口传送控制命令，TLV320AIC3106的MCLK引脚连接到LPC4357的P3_0、BCLK引脚连接到LPC4357的P6_0、WCLK引脚连接到LPC4357的P6_1、TLV320AIC3106的DIN连接到LPC4357的P7_2、DOUT、连接到LPC4357的P6_2、SCL引脚、连接到LPC4357的I2C0_SCL、SDA引脚、连接到LPC4357的I2C0_SDA，TLV320AIC3106芯片与外部设备之间的连接为TLV320AIC3106的LINE1LP&LINE1LN差分对引脚连接到主机的音频差分输入接口、HPROUT&HPRCOM差分对引脚连接到主机的音频差分输出接口、MIC3L引脚连接到列尾的音频输入接口、HPLCOM引脚连接到列尾的音频输出接口、TLV320AIC3106的MIC3R引脚连接到手柄的音频输入接口、HPLOUT引脚连接到手柄的音频输出接口、另外两个差分对引脚LEFT_LOP&LEFT_LOM，RIGHT_LOP& RIGHT _LOM均连接到外部音频免提功放上。

系统各部分硬件设计原理

1).系统供电部分电路：

显示终端由外部提供13.8V电源，系统通过DCDC LM22670将13.8V转换为5V，再通过LDO将5V转为3V3，3V3ANA,1V8等系统电源，

2). BOOT以及ISP设置：

LPC4357可以通过P29、P28、P12、P11引脚上电状态来配置BOOT的启动模式，在本系统中仅作电阻预留，默认从ROM启动。

使用ISP下载时将A9下拉到GND（跳线帽JP201），从系统默认的Uart0（P2_0,P2_1）下载。

3). 系统时钟

系统主时钟由外部12M晶体经过PLL倍频后提供。处于稳定性考虑，RTC时钟通过外挂RTC芯片DS3231实现，备份电池为不可充电型的CR2032。但同时硬件单板上也预留LPC4357平台支持的32.768K晶体，默认不贴。

4). USB接口：

MMI显示终端对外提供一个高速USB主机接口，通过使用LM3526M-L实现对Vbus电流的控制以及警报。另外，为了避免对USB眼图造成影响，DP，DM线上的TVS的结电容必须在1pf以下，本项目中选用ESD9L5.0ST5G。

5). 以太网接口：

LPC4357本身支持MII / RMII接口，本系统通过配合以太网收发器DP83848I以及网络变压器H1102，可对外提供出一组RJ45以太网接口。

LPC4357和DP83848I以太网参考时钟均由50MHz的有源晶振提供。

6). 音频接口：

显示终端的所有音频处理围绕音频codec TLV320AIC3106来实现。

显示终端对外提供4组模拟音频输出接口以及3组模拟音频输入接口，他们分别为：

与主机交互的AF-in输入以及mic-out输出，与手柄交互的MIC输入以及EAR输出，与列尾交互的LW-mic输入以及LW-AF输入，与外部喇叭交互的免提SPK输出。

关于通路选择：

对于4组音频输入模拟信号

A.可以经过codec内部的多级增益放大器和增益衰减器处理后，直接输出到任意输出口。

B.可以通过将模拟信号ADC数字化，再通过I2S接口传送给主控芯片进行数字存储。

对于3组音频输出模拟信号A可以通过来自输入端的模拟信号进行内部增益放大后，通过模拟通路输出。

C.也可以通过codec对来自I2S的数字音频进行DAC转换，再通过模拟通路输出。

如图2所示，CODEC的3组模拟输入信号，通过PGA_L和PGA_R两个关键路径，最终均可达到四组输出端口。

通过主机AF-in使用PGA_L通道,手柄MIC或者LWmic使用PGA_R通道，从而实现主机与手柄或者主机与LW的全双工。

在I2S的主从关系上，将LPC4357做为slave，TLV320AIC3106做为master。

频率设置上将MCLK设置为8.192M，BCLK设置为2.048M，WS（FS）设置为8K

关于增益放大

PGA_L和PGA_R本身可以提供最高59.5dB的增益。

各信号输出VCM后端还有0至9dB的增益放大器。

VCM输出前端有0至-78dB的增益衰减器。

各信号输入端有0至-12dB的增益衰减器。

通过以上各级放大器以及衰减器的配置，可以实现灵活的信号放大，除此，还可以通过将模拟输入信号走AD------DA通路的方式，进行数字放大。

具体经济效果

硬件成本下降60%，使用元器件个数减少为原来的50%，产品无故障运行时间增加，生产组装、下载及测试时间缩短为原来的50%。