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三维电磁采集站作为三维电磁勘探发展水平重要标志之一,其性能至关重要。其中,采集站控制核心——主控系统是整个仪器最为关键的部分。因此对其开展研究具有十分重要意义。鉴于ARM处理器具有体积小、功耗低、性能优良且成本低等优点,Linux操作系统具有可靠性高、资源丰富、开放源码、免费等特点,本文采用以ARM为控制核心的硬件方案使得系统具有很好的扩展性,同时采用嵌入式Linux操作系统提高了系统可靠性和灵活性,在此基础上构建了一款功能多样的三维电磁采集站嵌入式控制系统。这两者结合克服了传统X86与DOS/Widows系列操作系统在仪器功耗高、操作系统源码没有全部开放、版权许可费用较高等方面的不足,有效地降低了仪器功耗和成本。本文详细地探讨了从硬件到软件平台的嵌入式三维电磁采集控制系统构建过程。在硬件方面,采用一个32位高性能的嵌入式处理器AT91RM9200作为主控制器,结合采集站的需求,扩展了多种硬件资源,包括：大容量存储电路(32MB SDRAM.8MB NOR Flash、1GB NAND Flash), UART串口,有线网口,ZigBee无线通信,USB,温度传感器,RTC实时钟,SPI、I2C和SSC数据传输接口等,并给出了硬件电路的整体设计原理和实现方法。根据嵌入式采集站控制系统的设计要求,在该硬件系统基础上建立了基于U-Boot-1.3.4引导程序和Linux-2.6.21操作系统的软件开发平台,并给出了U-Boot和Linux系统的移植步骤。同时为其移植了UART、SPI、RTC、USB、LM75温度传感器等字符设备驱动程序,并对各个驱动程序进行相应的测试,给出了测试方式和测试结果。鉴于Linux-2.6.21内核没有提供SSC同步串行通信设备驱动,针对AT91RM9200处理器的SSC外设接口,详细阐述了SSC设备驱动程序的设计过程,并给出AT91RM9200与DSP56309芯片的SSC通信方案。目前,该控制系统已在三维电磁采集站中得到很好的应用,并经过现场长时间使用测试。结果表明采用32位AT91RM9200处理器与嵌入式Linux操作系统相结合,满足了三维电磁采集站对仪器功耗、可靠性、存储能力和信号处理能力等各项技术指标的要求。