【正文】 ........................................................................................27 Qt 對(duì) 象 間 通 訊 機(jī) 制 ..........................................................................................28 信 號(hào) 監(jiān) 測(cè) UI 設(shè) 計(jì) ......................................................................................................29 信 號(hào) 監(jiān) 測(cè) UI 和 驅(qū) 動(dòng) 連 接 ..............................................................................................30第 五 章 總 結(jié) 與 展 望 ................................................................................................................37 全 文 總 結(jié) ........................................................................................................................37 展 望 ................................................................................................................................37參考文獻(xiàn) .......................................................................................................................................38致 謝 ...........................................................................................................................................39附錄 ................................................................................................................................................40 第一章 前言 1 第 一 章 前 言 題 研 究 背 景 和 意 義在 現(xiàn) 在 日 益 信 息 化 的 社 會(huì) 中 ， 計(jì) 算 機(jī) 和 網(wǎng) 絡(luò) 已 經(jīng) 全 面 滲 透 到 日 常 生 活 的每 一 個(gè) 角 落 。 對(duì) 于 我 們 每 個(gè) 人 ， 需 要 的 已 經(jīng) 不 再 僅 僅 是 那 種 放 在 桌 上 處 理 文檔 ， 進(jìn) 行 工 作 管 理 和 生 產(chǎn) 控 制 的 計(jì) 算 機(jī) 機(jī) 器 ； 各 種 各 樣 的 新 型 嵌 入 式 系統(tǒng) 設(shè) 備 在 應(yīng) 用 數(shù) 量 上 已 經(jīng) 遠(yuǎn) 遠(yuǎn) 超 過(guò) 通 用 計(jì) 算 機(jī) 。 而 在 工 業(yè) 和 服 務(wù) 領(lǐng) 域 中 ， 使用 嵌 入 式 技 術(shù) 的 數(shù) 字 機(jī) 床 ， 智 能 工 具 ， 工 業(yè) 機(jī) 器 人 ， 服 務(wù) 機(jī) 器 人 也 將 逐 漸 改變 傳 統(tǒng) 的 工 業(yè) 和 服 務(wù) 方 式 。 目 前 嵌 入 式 系 統(tǒng) 技 術(shù) 已 經(jīng) 成 為 了 最 熱 門 的 技 術(shù)之 一 ， 吸 引 了 大 批 的 優(yōu) 秀 人 才 投 入 其 中 。 嵌 入 式 系 統(tǒng) 可 以 稱 為 后 PC 時(shí) 代和 后 網(wǎng) 絡(luò) 時(shí) 代 的 新 秀 。 由 于 嵌 入 式 系 統(tǒng) 采 用 的 是 微 處 理 器 ， 實(shí) 現(xiàn) 相 對(duì) 單 一 的功 能 ， 采 用 獨(dú) 立 的 操 作 系 統(tǒng) ， 所 以 往 往 不 需 要 大 量 的 外 圍 器 件 。 因 而 在 體 積上 ， 功 耗 上 有 其 自 身 的 優(yōu) 勢(shì) 。 嵌 入 式 在 應(yīng) 用 中 擁 有 廣 闊 的 前 景 ！ 入 式 技 術(shù) 發(fā) 展 現(xiàn) 狀 與 未 來(lái)嵌 入 式 系 統(tǒng) 是 將 計(jì) 算 機(jī) 技 術(shù) 、 半 導(dǎo) 體 技 術(shù) 和 電 子 技 術(shù) 與 各 個(gè) 行 業(yè) 的 具 體應(yīng) 用 相 結(jié) 合 后 的 產(chǎn) 物 ， 是 一 門 綜 合 技 術(shù) 學(xué) 科 。 由 于 空 間 和 各 種 資 源 相 對(duì) 不 足 ，嵌 入 式 系 統(tǒng) 的 硬 件 和 軟 件 都 必 須 高 效 率 地 設(shè) 計(jì) ， 量 體 裁 衣 、 去 除 冗 余 ， 力 爭(zhēng)在 同 樣 的 硅 片 面 積 上 實(shí) 現(xiàn) 更 高 的 性 能 ， 這 樣 才 能 在 具 體 應(yīng) 用 中 對(duì) 處 理 器 的 選擇 更 具 有 競(jìng) 爭(zhēng) 力 。 作 為 軟 硬 件 高 度 結(jié) 合 的 產(chǎn) 物 。 為 了 提 高 執(zhí) 行 速 度 和 系 統(tǒng)可 靠 性 ， 嵌 入 式 系 統(tǒng) 中 的 軟 件 一 般 都 固 化 在 存 儲(chǔ) 器 芯 片 或 單 片 機(jī) 本 身 中 ， 而不 是 存 貯 于 磁 盤 等 載 體 中 。 片 上 系 統(tǒng) ， 板 上 系 統(tǒng) 的 實(shí) 現(xiàn) ， 使 得 以 pda 等 為代 表 的 這 類 產(chǎn) 品 擁 有 更 加 熟 悉 的 操 作 界 面 和 操 作 方 式 ， 比 著 傳 統(tǒng) 的 商 務(wù) 通 等功 能 更 加 完 善 ， 實(shí) 用 。因 為 嵌 入 式 系 統(tǒng) 往 往 和 具 體 應(yīng) 用 有 機(jī) 地 結(jié) 合 在 一 起 ， 它 的 升 級(jí) 換 代 也 是和 具 體 產(chǎn) 品 同 步 進(jìn) 行 ， 因 此 嵌 入 式 系 統(tǒng) 產(chǎn) 品 一 旦 進(jìn) 入 市 場(chǎng) ， 具 有 較 長(zhǎng) 的 生 命周 期 。 從 軟 件 方 面 講 ， 軟 件 功 能 趨 向 專 一 化 。 掌 上 設(shè) 備 的 各 種 通 訊 ， 管 理 軟 件需 求 量 極 大 ， 開 發(fā) 環(huán) 境 齊 備 ， 可 以 完 全 在 PC 機(jī) 上 進(jìn) 行 ， 通 過(guò) 軟 件 模 擬 調(diào)試 ， 等 到 模 擬 通 過(guò) 再 下 載 入 機(jī) 器 ， 而 且 因 為 可 以 使 用 大 量 的 PC 機(jī) 的 API函 數(shù) ， SDK， 所 以 開 發(fā) 過(guò) 程 是 在 已 有 的 成 熟 技 術(shù) 基 礎(chǔ) 上 進(jìn) 行 ， 相 對(duì) 簡(jiǎn) 單 。硬 件 方 面 ， 不 僅 有 各 大 公 司 的 微 處 理 器 芯 片 ， 還 有 用 于 學(xué) 習(xí) 和 研 發(fā) 的 各 第一章 前言 2 種 配 套 開 發(fā) 包 。 目 前 低 層 系 統(tǒng) 和 硬 件 平 臺(tái) 經(jīng) 過(guò) 若 干 年 的 研 究 ， 已 經(jīng) 相 對(duì) 比 較成 熟 ， 實(shí) 現(xiàn) 各 種 功 能 的 芯 片 應(yīng) 有 盡 有 。 而 且 巨 大 的 市 場(chǎng) 需 求 給 我 們 提 供 了 學(xué)習(xí) 研 發(fā) 的 資 金 和 技 術(shù) 力 量 。 從 軟 件 方 面 講 ， 也 有 相 當(dāng) 部 分 的 成 熟 軟 件 系 統(tǒng) 。國(guó) 外 商 品 化 的 嵌 入 式 實(shí) 時(shí) 操 作 系 統(tǒng) ， 已 進(jìn) 入 我 國(guó) 市 場(chǎng) 的 有WindRiver、 Microsoft、 QNX 和 Nuclear 等 產(chǎn) 品 。 我 國(guó) 自 主 開 發(fā) 的 嵌 入 式系 統(tǒng) 軟 件 產(chǎn) 品 如 科 銀 (CoreTek)公 司 的 嵌 入 式 軟 件 開 發(fā) 平 臺(tái) DeltaSystem,它 不 僅 包 括 DeltaCore 嵌 入 式 實(shí) 時(shí) 操 作 系 統(tǒng) ,而 且 還 包 括 LamdaTools 交 叉開 發(fā) 工 具 套 件 、 測(cè) 試 工 具 、 應(yīng) 用 組 件 等 ； 此 外 ， 中 科 院 也 推 出 了 Hopen嵌 入 式 操 作 系 統(tǒng) （ 雖 然 還 不 夠 完 善 ） 。 同 時(shí) 由 于 是 研 究 熱 點(diǎn) ， 所 以 我 們 可 以在 網(wǎng) 上 找 到 各 種 各 樣 的 免 費(fèi) 資 源 ， 從 各 大 廠 商 的 開 發(fā) 文 檔 ， 到 各 種 驅(qū) 動(dòng) ， 程序 源 代 碼 ， 甚 至 很 多 廠 商 還 提 供 微 處 理 器 的 樣 片 。 這 對(duì) 于 我 們 從 事 這 方 面 的研 發(fā) ， 無(wú) 疑 是 個(gè) 資 源 寶 庫(kù) 。 對(duì) 于 軟 件 設(shè) 計(jì) 來(lái) 說(shuō) ， 不 管 是 上 手 還 是 進(jìn) 一 步 開 發(fā) ，都 相 對(duì) 來(lái) 說(shuō) 比 較 容 易 。 這 就 使 得 很 多 生 手 能 夠 比 較 快 的 進(jìn) 入 研 究 狀 態(tài) ， 利 于發(fā) 揮 大 家 的 積 極 創(chuàng) 造 性 。 [6]嵌 入 式 系 統(tǒng) 是 這 個(gè) 后 PC 時(shí) 代 的 擎 天 之 柱 。 我 們 有 理 由 相 信 ， 未 來(lái) 的 電子 技 術(shù) 就 是 嵌 入 式 系 統(tǒng) 技 術(shù) 的 天 下 。 題 研 究 內(nèi) 容嵌 入 式 系 統(tǒng) 逐 漸 成 為 IT 業(yè) 界 技 術(shù) 研 究 和 產(chǎn) 品 開 發(fā) 的 熱 點(diǎn) 。 其 重 要 性隨 著 手 持 設(shè) 備 的 普 及 而 越 來(lái) 越 突 出 。 本 文 通 過(guò) 對(duì) 嵌 入 式 linux 和 qt 的 分 析與 研 究 ， 在 Qt 和 ADC 自 定 義 驅(qū) 動(dòng) 的 基 礎(chǔ) 上 ,開 發(fā) 了 基 于 S3C2410 和 ADC實(shí) 現(xiàn) 對(duì) 多 路 模 擬 量 信 號(hào) 的 實(shí) 時(shí) 監(jiān) 測(cè) 系 統(tǒng) ， 利 用 QT 和 液 晶 實(shí) 現(xiàn) 圖 形 化 顯 示數(shù) 據(jù) 。 一 體 化 的 圖 形 界 面 非 常 方 便 用 戶 觀 測(cè) ， 充 分 地 體 現(xiàn) 了 嵌 入 式 系 統(tǒng) 的 優(yōu)勢(shì) 。 此 外 Qt 作 為 一 個(gè) GUI 解 決 方 案 ， 可 用 于 對(duì) GUI 大 小 要 求 苛 刻 的 系 統(tǒng)中 。 第二章 基于 ARM 和 QT 的多路信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 3 第 二 章 基 于 ARM和 QT的 多 路 信 號(hào) 監(jiān) 測(cè) 系 統(tǒng) 硬 件 設(shè) 計(jì) 統(tǒng) 組 成信 號(hào) 監(jiān) 測(cè) 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 包 括 信 號(hào) 采 集 模 塊 、 數(shù) 據(jù) 處 理 功 能 電 路 模 塊 、 以 及 液晶 顯 示 模 塊 ， 如 圖 21 所 示 。 這 些 模 塊 使 得 該 設(shè) 備 擁 有 強(qiáng) 大 的 功 能 ， 集 信號(hào) 采 集 、 數(shù) 據(jù) 處 理 、 參 數(shù) 顯 示 為 一 體 ， 用 戶 可 方 便 的 對(duì) 多 路 信 號(hào) 進(jìn) 行 實(shí) 時(shí)監(jiān) 測(cè) 。圖 21 系統(tǒng)概要框圖 S3C2410介 紹S3C2410 處 理 器 是 Samsung 公 司 基 于 ARM 公 司 的 ARM920T 處 理 器 內(nèi)核 ， 采 用 制 造 工 藝 的 32 位 微 控 制 器 。 該 處 理 器 擁 有 ： 獨(dú) 立 的16KB 指 令 Cache 和 16KB 數(shù) 據(jù) Cache， MMU， 支 持 TFT 的 LCD 控 制 器 ， NAND 閃 存 控 制 器 ， 3 路 UART， 4 路 DMA， 4 路 帶 PWM 的 Timer ， I/O 口 ，RTC， 8 路 10 位 ADC， Touch Screen 接 口 ， IICBUS 接 口 ， IISBUS 接 口 ，2 個(gè) USB 主 機(jī) ， 1 個(gè) USB 設(shè) 備 ， SD 主 機(jī) 和 MMC 接 口 ， 2 路 SPI。 S3C2410處 理 器 最 高 可 運(yùn) 行 在 203MHz。 [1,7,11] 第二章 基于 ARM 和 QT 的多路信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 4 圖 22 S3C2410 資源結(jié)構(gòu)圖CPU： S3C2410X 芯 片 是 基 于 ARM920T 內(nèi) 核 ， 主 頻 200M， 提 供 如 下 功 能 ： ① 內(nèi) 核 電 壓 /電 源 管 理 有 Normal、 Slow、 Idle、 Stop 和 Power 第二章 基于 ARM 和 QT 的多路信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 5 off 模 式② 內(nèi) 存 電 壓 、 的 處 理 器 IO 電 壓 ， 處 理 器 擁 有 16KB ICache, 16KB DCache, 和 MMU③ 外 部 SDRAM 控 制 器 ④ 集 成 LCD 控 制 器 可 以 支 持 4K color STN and 64K color TFT， 1 個(gè)通 道 的 專 用 DMA 用 于 顯 存 刷 新 ⑤ 有 外 部 請(qǐng) 求 引 腳 的 4 通 道 DMA， 3 通 道 的 UART， 支 持 16byteFIFO， 1 個(gè) 通 道 的 SPI ⑥ 1 個(gè) 多 主 IIC 總 線 控 制 器 ， 一 個(gè) IIS 總 線 控 制 器 ⑦ SDHost 支 持 的 多 媒 體 協(xié) 議 ⑧ 兩 個(gè) 控 制 器 ， 可 以 配 置 成 為 host 或 device ⑨ 4 通 道 PWM 和 一 通 道 的