0 引言
隨著科學技術的發展和社會的進步，現場監控系統已越來越廣泛地應用于金融、交通、商業、工農業生產等領域。數字采控器作為現場監控系統中數字量采集和控制的主要設備，其性能對整個系統的現場監控工作的穩定性具有十分重要的作用。因此，研制結構簡單、性能穩定、可靠性高且成本低廉的新型數字采控器具有十分重要的意義。
本文介紹了一種以Luminary公司新推出的、采用ARM Cortex-M3內核的LM3S101微控制器為控制核心，并采用RS-485通信專用器件SP3485進行通信接口的設計，由串行輸入／并行輸出8位移位寄存器74HC164和并行輸入／串行輸出8位移位寄存器74HC165來進行并行數字輸入／輸出擴展的數字采控器的設計方法。該數字采控器具有性價比高、設計新穎、實用、抗干擾能力強等特點，可廣泛應用于各種現場監控系統，而且經改造后，還可應用于遠程控制系統。

1 系統整體工作原理
本數字采控器硬件以LM3S101 ARM微控制器為控制核心，主要實現RS485通信、波特率設置、本機地址設置、8路數字量采集和8路數字量控制等功能。其系統的硬件組成如圖1所示。

數字采控器的主要功能是根據遠程監控中心發出的現場監控數字量傳感器(如：玻璃破碎監測、遠紅外監測等)狀態監控命令來進行8路傳感器數字量的狀態采集，然后將采集到的數字量結果發送給監控中心；同時接收來自遠程監控中心發送的數字量開關控制命令，進行數字量輸出控制，以控制監控現場的監控輔助設備，如：燈光、報警器等。

2 硬件結構
本系統主要由LM3S101 ARM微控制器主控系統、RS485通信接口、通信波特率和本機地址設置電路、8路數字量輸入電路、8路數字量輸出電路等組成。
2．1 LM3S101主控系統
LM3S101 ARM微控制器是Luminary公司推出的一款結構簡單、性能出眾且帶有ARM Codex－M3處理器內核的32位微控制器。Codex－M3處理器是首個基于ARMv7M架構，主要針對汽車車身系統、工業控制系統以及無線網絡等對成本和功耗極端敏感的嵌入式應用領域，是以實現高系統性能為目的而專門設計的ARM內核。
LM3S101的最大特點是成本低，性價比高。通常在大多數人腦海中的印象是32位微控制器價格較高，因此在設計低成本嵌入式應用系統時，常會自覺或不自覺地首選8／16位的微控制器，而LM3S101微控制器芯片的面世徹底改變了這種狀況。因為它的銷售價格在1美元以下，這就使得在構建同等性能價格比的應用系統時，選用32位的LM3S101芯片比選用其它8／16位芯片的成本更低。