嵌入式主控模块采用了基于 ARM7TDMI-S 内核的微控制器 LPC2148，集成度非常高：内嵌 40 kB 的片内静态 RAM 和 512 kB 的片内 Flash 存储器，片内集成 ADC、DAC 转换器、看门狗、实时时钟 RTC、2 个 UART、2 个 I²C 以及 SPI 等多个总线接口和 USB 2.0 全速接口，便于扩展 USB 接口、JTAG 调试接口和触摸屏，外扩芯片少；采用超小的 LQFP64 封装，使仪器的微型化得到了保证，而且电路相对简单，降低了开发和生产的成本。芯片可以实现最高 60 MHz 的工作频率，具有较强的功能，能够满足嵌入式系统 μC/OS-II 及人性化人机界面的要求。本设计中 LPC2148 所有的接口都有使用。

以太网接口电路

以太网接口部分采用了具有 SPI 接口、集成 MAC 和 10Base-T PHY 的 ENC28J60，大大减小了主控制器 I/O 口的开销。ENC28J60 符合 IEEE 802.3 的全部规范，采用了一系列包过滤机制以对传入数据包进行限制；它还提供了一个内部 DMA 模块，以实现快速数据吞吐和硬件支持的 IP 校验和计算。与主控制器的通信通过两个中断引脚和 SPI 实现，数据传输速率高达 10 Mb/s；两个专用引脚用于连接 LED，进行网络活动状态指示。

图 1　以太网接口电路

LED 模块采用了 20 个 6 种波长的 LED，多波长的设计使测量更有针对性、测量数据更有效：设计能够通过 CCD 测量每个 LED 的亮度，然后由 LPC2148 通过点校正功能控制通过 LED 电流的大小，从而使各 LED 之间的亮度保持一致，进一步提高测量的准确性。本设计使用的网络芯片是带 SPI 接口的独立以太网控制器，占用 MCU 的 I/O 口较少。CCD 模块主要包括整机电源、CPLD、线阵 CCD 传感器、运算放大器和高精度 AD 转换器。