【正文】 ...................... 16 安裝根文件系統(tǒng) ............................................................................................ 16 創(chuàng)建根文件系統(tǒng)的基本目錄結構 ...................................................... 16 構建 BusyBox ...................................................................................... 17 5 嵌入式打印終端系統(tǒng)的軟件設計 .......................................................................... 19 微型打印機驅動的設計 ................................................................................ 19 Linux 設備驅動 .................................................................................... 19 打印驅動的實現(xiàn) .................................................................................. 19 串口的設置與讀寫 ........................................................................................ 20 串口的設置 .......................................................................................... 20 編寫讀取掃描儀數(shù)據(jù)函數(shù) .................................................................. 21 客戶端和服務器的 socket 編寫 ......................................................... 21 主應用程序的設計 ........................................................................................ 21 6 總結 與體會 .............................................................................................................. 23 總結 ................................................................................................................ 23 體會 ................................................................................................................ 23 參考文獻 ...................................................................................................................... 25 南華大學電氣工程學院課程設計 第 1 頁 共 30 頁 1 緒論 課題來源及其意義 隨著計算機技術的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)成為計算機領域的一個重要部分，是繼 PC 和 Inter 以后又一個新的 IT 熱點。嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了一個從簡單的處理器到單片機、單片機再到加載了操作系統(tǒng)能夠實現(xiàn)網(wǎng)絡通信等強大的系統(tǒng)。 20 世紀 70 年代單片機的出現(xiàn)，是嵌入式系統(tǒng)的開端，那時候的應用只局限于用 8 位的芯片執(zhí)行一些單線程的程序，根本談不上是一個“系統(tǒng)”。 20 世紀 80年代開始出現(xiàn)商業(yè)化的嵌入式“操作系統(tǒng)”，并在上面運行一些簡單的應用軟件，不過這個時候的操作系統(tǒng)也還稱不上嚴 格意義上的操作系統(tǒng)。 20 世紀 90 年代出現(xiàn)了實時多任務的操作系統(tǒng) ，并作為一種嵌入式系統(tǒng)軟件平臺一躍成為國際嵌入式系統(tǒng)的主流。 Linux 以其開放源碼、免費、穩(wěn)定性、可靠性實時性等優(yōu)點已經(jīng)成為目前研究和應用最多的嵌入式操作系統(tǒng)之一。 隨著現(xiàn)代信息技術和 Inter技術的飛速發(fā)展，各種各樣的數(shù)字化產(chǎn)品得到普及；嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)滲透于現(xiàn)代生活的各個角落 ，各種新的嵌入式系統(tǒng)的硬件設備層出不窮。目前所研究的嵌入式操作系統(tǒng)大部分都是以實時多任務操作系統(tǒng)為主。在人們的日常工作與生活中，嵌入式系統(tǒng)正在變得越來越重要，而幾乎所有 的電器設備，比如電視機頂盒、汽車、手機、數(shù)碼相機、空調熱水器、工業(yè)自動化設備和醫(yī)療儀器，都已經(jīng)離不開嵌入式技術。 嵌入式系統(tǒng)有著廣泛的應用前景和發(fā)展?jié)摿?，嵌入式系統(tǒng)技術已經(jīng)成了最熱門的技術之一。 打印機將采集和處理后儲存的信息以圖像、文字或者數(shù)字等方式打印出來，直接地顯示給用戶，是人類信息表達和傳遞的一個重要載體。打印機與嵌入式系統(tǒng)的結合，能夠 為人類的生活帶來更多的便捷。在現(xiàn)實生活中，銀行、郵局、機場等場所使用的快速抄表系統(tǒng)，超市、商店、便利店使用的快速結賬系統(tǒng)，都使用了嵌入式打印技術。 嵌入式系統(tǒng)的 定義及特點 就 目前來說，嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)成為當今最熱門的領域之一，廣泛應用在家用電器 、手持通信設信息終端、儀器儀表、航空航天、軍事設備、制造工作、工程控制等方面，人們的日常生活都已經(jīng)不能脫離嵌入式系統(tǒng)來存在，而且嵌入式系南華大學電氣工程學院課程設計 第 2 頁 共 30 頁 統(tǒng)將憑借其自身優(yōu)勢，在未來發(fā)揮更加重要的作用。 嵌入式系統(tǒng)的定義 IEEE 就用途方面是這樣定義嵌入式系統(tǒng)的：嵌入式系統(tǒng)是用來控制或者訪問機器、裝置、工廠等大規(guī)模系統(tǒng)的設備。 多數(shù)書籍資料中的關于嵌入式系統(tǒng)是這樣的定義：嵌入式系統(tǒng)是指以應用為中心，以計算機技術為基礎，軟硬件可剪 裁， 適應應用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的裝用計算機系統(tǒng)。它主要由嵌入式微處理器、外圍硬件設備、嵌入式操作系統(tǒng)以及用戶應用軟件等部分組成。它具有“嵌入性”、“專用性”與“計算性”的三個基本要素?！扒度胄浴北硎鞠到y(tǒng)通常需要嵌入到其他對象系統(tǒng)中，小到計算器、 MP3，大到導彈、航天飛機等等。“專用性”表示系統(tǒng)的軟硬件要有可裁剪性以滿足對象要求的最小軟、硬件配置等。“計算性”表示嵌入式系統(tǒng)必須是能滿足對象系統(tǒng)控制要求的計算機系統(tǒng)。 嵌入式系統(tǒng)的特點 一個 典型的嵌入式系統(tǒng)有以下四個 特點： （ 1） 面向特定應用的特點。嵌入式系統(tǒng)是針對特定的用戶群設計的，綜合功耗、體積、集成度各方面考慮以滿足不同的要求。嵌入式系統(tǒng)的軟硬件都必須進行高效的裁減，去除冗余。 （ 2） 嵌入式系統(tǒng)中的軟件一般固化在存儲芯片上或者單片機本身中，不是存儲在磁盤中，因為將軟件固化在存儲芯片或者單片機上可以提高執(zhí)行的速度和系統(tǒng)的可靠性。 （ 3） 因為嵌入式系統(tǒng)經(jīng)常要工作在氣候環(huán)境比較惡劣的自然條件下，所以對系統(tǒng)的穩(wěn)定性提出了較高的要求。尤其是軟件代碼，更加要求高質量，高可靠性。 （ 4） 嵌入式系統(tǒng)需要更加嚴格的測試、驗收過程。嵌入式系統(tǒng)本身并不具備二 次開發(fā)的能力，系統(tǒng)設計完成以后用戶通常不能對其中的程序功能進行修改。 南華大學電氣工程學院課程設計 第 3 頁 共 30 頁 嵌入式系統(tǒng)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 嵌入式系統(tǒng)的現(xiàn)狀 嵌入式系統(tǒng)經(jīng)過 30 年的發(fā)展歷程，經(jīng)歷了四個階段。 第一階段是以單芯片為核心的可編程控制器形式的系統(tǒng)。這種沒用操作系統(tǒng)支持，只是通過匯編語言編程對系統(tǒng)進行直接控制的系統(tǒng)被應用于專業(yè)性強的工業(yè)控制系統(tǒng)中。這種系統(tǒng)的結構和功能相對單一，價格低，因此以前在國內工業(yè)領域應用較為普遍，但是現(xiàn)在已經(jīng)遠遠不能適應高效的、需要大容量存儲的現(xiàn)代工業(yè)控制和新興信息家電等領域的需求。 第二階段 是以嵌入式 CPU 為基礎、以簡單操作系統(tǒng)為核心的嵌入式系統(tǒng)。其主要特點是： CPU 種類繁多，系統(tǒng)開銷小，效率高；操作系統(tǒng)達到一定的兼容性和擴展性；應用軟件較專業(yè)化。這一階段嵌入式系統(tǒng)存在的不足是 CPU 通用性比較強，程序用戶界面不夠友好。 第三階段是以嵌入式操作系統(tǒng)為標志的嵌入式系統(tǒng)。其主要特點是：嵌入式操作系統(tǒng) 能運行于各種不同類型的微處理器上，兼容性好；操作系統(tǒng)內核小、效率高，并且具有高度的模塊化和擴展性；具備文件和目錄管理、支持多任務、支持網(wǎng)絡應用、具備圖形窗口和用戶界面；具有大量的應用程序接口 API，開發(fā)應用程序較簡單；嵌入式應用軟件豐富。 第四階段是以 Inter 為標志的嵌入式系統(tǒng)。這是一個正在迅速發(fā)展的階段。目前大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)還孤立于 Inter之外，但隨著 Inter的發(fā)展以及 Inter技術與信息家電、工業(yè)控制技術結合日益密切，嵌入式設備與 Inter 的結合將代表嵌入式系統(tǒng)的未來。 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 未來的嵌入式系統(tǒng)會向著以下四個方面發(fā)展： （ 1） 實現(xiàn)小尺寸、微功耗和低成本 （ 2） 提供精巧的多媒體人機界面 （ 3） 提供 標準的通信接口 （ 4） 嵌入式網(wǎng)絡 南華大學電氣工程學院課程設計 第 4 頁 共 30 頁 嵌入式打印技術簡介 嵌 入式打印技術是一種在嵌入式系統(tǒng)中集成打印模塊的技術，在目前超市、銀行、機場等場所的服務系統(tǒng)中使用非常廣泛。在超市之類的場合，打印模塊負責票據(jù)打印工作，打印的內容往往是一些數(shù)字和文字的組合。在工業(yè)控制中，工程技術人員為了更加方便地掌握設備以及環(huán)境等的重要參數(shù)變化情況，比如溫度、濕度等，可以使用嵌入式打印技術，將這些參數(shù)以圖形的形式直觀地打印出來。嵌入式打印技術既具有嵌入式系統(tǒng)的特點，也有打印功能的實現(xiàn)。作為一個嵌入式系統(tǒng)，它的平臺上資源 非常豐富，可以設計多種通訊接口，擴展更多的功能模塊，比如數(shù)據(jù)采集模塊、處理 模塊、存儲模塊等。在現(xiàn)實的系統(tǒng)中，打印模塊都是與其他功能模塊結合使用的，如果脫離了其他功能模塊，那么打印模塊也就失去了存在的意義。 在本次設計中，使用了 Samsung 公司的以 ARM9 為核心的 S3C2410 處理器；軟件方面則使用了當前非常流行的嵌入式 Linux 操作系統(tǒng)，因為嵌入式 Linux 操作系統(tǒng)具有內核小、功能強、易裁減以及可移植性強的優(yōu)點，所以在消費電子和工業(yè)控制領域得到廣泛的使用?；?ARM9和 Linux的嵌入式系統(tǒng)既具有以 ARM為內核的 32 位微處理器的優(yōu)良特性，也盡可能地發(fā)揮了 Linux 操作系統(tǒng)的優(yōu)勢 。 本設計的 主要 內容 本打印終端系統(tǒng)由微型打印機，掃描儀，和三星公司的 S3C2410 開發(fā)板組成。開發(fā)板將掃描儀的數(shù)據(jù) 從串口讀出，然后轉發(fā)給打印機將數(shù)據(jù)打印出來。 因此本文著重包括以下內容： （ 1） 嵌入式打印終端系統(tǒng)的軟硬件平臺的選擇 （ 2） 系統(tǒng)硬件平臺設計 （ 3） 微型打印機的驅動程序設計 （ 4） 掃描儀串口程序的設置 （ 5） 應用程序的設計 南華大學電氣工程學院課程設計 第 5 頁 共 30 頁 2 嵌入式打印終端系統(tǒng)的設計概念 嵌入式打印終端系統(tǒng)的組成及原理 圖 1 打印終端 系統(tǒng)的 原理 連接 圖 嵌入式打印終端 系統(tǒng)的 原理連接圖如圖 1 所示。 主要由開發(fā)板、主機、打印機和掃描儀四部分組成。主機是一臺 PC 機。開發(fā)板采用的是三星公司的 S3C2410開發(fā)板， ARM9 的核，跑的是 內核版本的嵌入式 Linux 操作系統(tǒng)。掃描儀為超市等用的手持掃描儀。再加一臺微