一种基于ARM9内核的AFC工控机系统的制作方法

本技术涉及一种afc工控机系统，具体涉及一种基于arm9内核的afc工控机系统。

背景技术：

1、自动售检票系统(automatic fare collection system，简称afc)，是一种由计算机集中控制的自动售票、自动检票以及自动收费和统计的封闭式自动化网络系统。

2、在afc工控机控制系统中，需要通过核心板控制外部连接设备以及检测外部连接设备的运行状态，通常采用核心板和外部挂接设备直接通过串口连接的方式，容易受外部信号干扰，系统稳定性和安全性能也受到影响，且常用的工控机系统板载接口较少，不利于数据采集。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种基于arm9内核的afc工控机系统，采用隔离串口电路，防止外部串口线串入外部干扰高电压脉冲信号，核心板采用双相供电，防止外部直流电串入，提高系统稳定性和安全性能，且本实用新型板载接口丰富，支持多种连接方式利于数据采集。

2、为实现上述目的，本实用新型提供了如下的技术方案：

3、一种基于arm9内核的afc工控机系统，包括mpu核心板，所述mpu核心板外围连接有用于数据并行传输和缓存的sram单元、用于数据存储的flash单元、用于连接外置sd卡的sd卡接口单元、用于外接以太网的以太网单元、用于为系统提供精密时基的i2c单元、用于连接外部挂接设备的usb接口单元和uart串口单元；

4、还包括电源模块，所述电源模块用于为sram单元、flash单元、sd卡接口单元、以太网单元、i2c单元、usb接口单元和uart串口单元供电。

5、进一步的，所述电源模块包括隔离电源模块和ldo供电模块，所述隔离电源模块的输入端与外部输入电源连接，所述隔离电源模块的输出端包括用于为usb接口单元供电的的vout1端和用于为uart串口单元供电的vout3端，所述隔离电源模块的vout1端还用于为ldo供电模块提供输入电源；所述ldo供电模块用于将vout1端输入电源转换为3.3v并为sram单元、flash单元、sd卡接口单元、以太网单元和i2c单元供电，隔离电源模块用于各模块之间的供电隔离。

6、进一步的，所述uart串口单元包括七路结构相同的隔离异步串行通信电路，七路结构相同的隔离异步串行通信电路分别与mpu核心板连接，所述隔离异步串行通信电路包括依次连接的网线座、电平转换芯片和光电耦合器，mpu核心板输出的ttl电平信号经过光电耦合器的隔离后，再经过电平转换芯片，将信号转换为cmos电平信号，与外部的挂接设备连接。

7、进一步的，所述usb接口单元包括usb座j5和双层usb座j6，usb座j5的第一引脚端串联电阻r35后与mpu核心板的cnx引脚端连接，usb座j5的第一引脚端还依次串联电阻r35和电阻r34后接地，电阻r34远离电阻r35的一端还依次串联电容c16和恢复保险f1后与隔离电源模块vout1端连接，所述电容c16两端并联有电容c17，usb座j5的第二引脚端串联电阻r31后与mpu核心板的ddm引脚端连接，usb座j5的第三引脚端串联电阻r32后与mpu核心板的ddp引脚端连接，usb座j5的第四引脚、第五引脚和第六引脚端均接地；所述双层usb座j6的第一引脚端与第五引脚端连接后串联恢复保险f1后与隔离电源模块vout1端连接，所述双层usb座j6的第二引脚端串联电阻r33后与mpu核心板的hdma引脚端连接，所述双层usb座j6的第三引脚端串联电阻r40后与mpu核心板的hdpa引脚端连接，所述双层usb座j6的第六引脚端串联电阻r38后与mpu核心板的hdmb引脚端连接，所述双层usb座j6的第七引脚端串联电阻r39后与mpu核心板的hdpb引脚端连接，所述双层usb座j6的第四引脚端、第八引脚端、第九引脚端、第十引脚端、第十一引脚端和第十二引脚端均接地。

8、进一步的，所述mpu核心板的第五十九引脚端和第六十引脚端接入3.3v电源，所述mpu核心板的第一引脚端、第三十三引脚端、第四十五引脚端、第四十六引脚端、第六十一引脚端、第六十二引脚端、第八十一引脚端、第七十引脚端均接入核心板地线gndc端，所述mpu核心板还连接有防反接电路，所述防反接电路包括mos管q1，所述mos管q1的栅极与mpu核心板的pw_on引脚端连接，mos管q1的栅极与源极之间串联有电阻r25，mos管q1的源极与核心板地线gndc端连接，mos管q1的漏极与数字地线gnd端连接。

9、进一步的，所述sd卡接口单元包括sd卡槽座j7，所述sd卡槽座j7的第一引脚端与mpu核心板的mci_da3引脚端连接，所述sd卡槽座j7的第二引脚端与mpu核心板的mci_cd引脚端连接，所述sd卡槽座j7的第五引脚端与mpu核心板的mci_clk引脚端连接，所述sd卡槽座j7的第七引脚端与mpu核心板的mci_da0引脚端连接，所述sd卡槽座j7的第八引脚端与mpu核心板的mci_da1引脚端连接，所述sd卡槽座j7的第九引脚端与mpu核心板的mci_da2引脚端连接，所述sd卡槽座j7的第三引脚端串联电容c20后接入3.3v电源，所述电容c20两端并联有钽电容c22，所述钽电容c22的负极端接地，所述sd卡槽座j7的第四引脚端与钽电容c22正极端连接，所述sd卡槽座j7的第五引脚端还串联电阻r45后与钽电容c22正极端连接，所述sd卡槽座j7的第六引脚端接地，所述sd卡槽座j7的第九引脚端还串联电阻r46后接入3.3v电源。

10、进一步的，所述以太网单元包括网线座j4，所述网线座j4的第一引脚端与mpu核心板的tptx+端连接，所述网线座j4的第二引脚端与mpu核心板的tptx﹣端连接，所述网线座j4的第三引脚端和第六引脚端连接后与mpu核心板的avddt端连接，所述网线座j4的第七引脚端与mpu核心板的tprx+端连接，所述网线座j4的第八引脚端与mpu核心板的tprx﹣端连接，所述网线座j4的第十引脚端与mpu核心板的led_lnk端连接,所述网线座j4的第十二引脚端与mpu核心板的led_spd端连接，所述网线座j4的第九引脚端串联电阻r28后接入3.3v电源，所述网线座j4的第十一引脚端串联电阻r29后接入3.3v电源。

11、进一步的，所述i2c单元包括i2c存储扩展电路和用于为系统的运行提供精密时基的rtc芯片，所述i2c存储扩展电路包括存储器u19，所述存储器u19的第一引脚端、第二引脚端、第三引脚端、第四引脚端、第七引脚端均串联电容c21后接入3.3v电源且均接地，所述存储器u19的第八引脚端接入3.3v电源，所述存储器u19的第六引脚端与mpu核心板的i2c_scl端连接，所述存储器u19的第六引脚端还串联电阻r36后接入3.3v电源，所述存储器u19的第五引脚端与mpu核心板的i2c_sda端连接，所述存储器u19的第五引脚端还串联电阻r37后接入3.3v电源。

12、进一步的，还包括rtc后备电池单元，所述rtc后备电池单元包括纽扣电池bt1，所述纽扣电池bt1负极接地，所述纽扣电池bt1正极串联电阻r26后与二极管d2的负极连接，二极管d2的正极接入3.3v电源，所述纽扣电池bt1正极还与二极管d1的正极连接，二极管d1的负极与mpu核心板的vrtc引脚端连接，二极管d1的负极还与二极管d3的负极连接，二极管d3的正极接入3.3v电源。

13、进一步的，还包括手动复位单元，所述手动复位单元包括复位芯片u17，所述复位芯片u17的第一引脚端串联轻触按键k1后接地，所述复位芯片u17的第二引脚端接入3.3v电源，所述复位芯片u17的第三引脚端和第四引脚端均接地，所述复位芯片u17的第七引脚端与mpu核心板的reset引脚端连接，所述复位芯片u17的第七引脚端还串联电阻r44后接入3.3v电源。

14、本实用新型的有益效果是：采用隔离串口电路，防止外部的高电平干扰脉冲通过电平转换芯片串入到电路中，烧坏电路；核心板采用双相供电，防止外部直流电串入，提高系统稳定性和安全性能，且本实用新型板载接口丰富，支持多种连接方式利于数据采集。