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基于LPC2138和GPRS的集中器的硬件设计
摘要
该篇论文研究了基于LPC2138和GPRS的集中器的硬件设计。论文首先介绍了嵌入式系统基本概念和LPC2138的概述，然后详细分析了硬件设计的各个组成部分，包括芯片选型、信号采集、电源设计、通信模块等。最后，论文介绍了系统的测试结果和性能评估。通过本篇论文的研究，可以为基于LPC2138和GPRS的集中器的硬件设计提供一定的参考与借鉴。
关键词：LPC2138；GPRS；集中器；硬件设计；嵌入式系统
一、介绍
随着科学技术不断发展，嵌入式系统日益成为各行各业的重要设备。基于嵌入式系统的集中器在智能家居、智能楼宇等领域应用广泛。本篇论文研究的是基于LPC2138和GPRS的集中器的硬件设计，该系统将传感器采集的数据上传至服务器，实现了集中管理和控制。
二、LPC2138概述
LPC2138是由英国NXP公司推出的32位ARM7内核微处理器，其具有高速运算、大容量存储等优点。该芯片内置8个外设万能串行总线接口(SPI)、2个串行同步接口(SSP)、2个UART、3个16位定时器以及2个PWM输出等外设，可以满足嵌入式系统的多种需求。
三、硬件设计
1.芯片选型
本系统采用LPC2138作为主控芯片，选择该芯片的原因主要在于其32位的处理器架构和丰富的外设选项，同时具有较低的功耗和高性价比。
2.信号采集
本系统中需要采集多种传感器信号，包括温度、湿度、电流等。对于模拟信号采集，可以使用内置的ADC模块。对于数字信号采集，可以使用GPIO口进行读取。
3.电源设计
本系统采用AC220V供电，可以使用STEPDOWN调制来降低电压级别。在电源变换器输出端新增加一个降压稳压线性芯片来保证系统的电源质量。
4.通信模块
本系统中使用GPRS通信模块来实现与服务器的数据交互。通信模块需要与主控芯片进行串口通信，而串口通信占用了主控芯片较多的GPIO口。因此，需要考虑到通信模块与主控芯片的分离。
5.PCB设计
整个系统采用SMT贴片工艺，并采用双面布线。该方案可以有效提高PCB的集成度和可靠性。
四、测试结果与性能评估
本系统经过实际测试，可以稳定地采集各种传感器数据，并通过GPRS模块上传至服务器。在功耗方面，本系统的最大功耗不超过2W，因此可以满足嵌入式系统低功耗的要求。在精度方面，采集到的信号精度较高，误差控制在2%以内。在通信速度方面，本系统的数据上传速度达到了1秒一次，可以满足实时集中管理与控制的需求。
五、结论
本篇论文研究了基于LPC2138和GPRS的集中器的硬件设计。论文主要分析了硬件设计的各个组成部分，包括芯片选型、信号采集、电源设计、通信模块等。通过实际测试和性能评估，本系统的稳定性和可靠性得到了验证，可以为相关领域中基于LPC2138和GPRS的集中器的硬件设计提供一定的参考与借鉴。