【正文】 SDRAM 控制器、 3 個(gè)通道的 UART、 4 個(gè)通道的 DMA、 4 個(gè)具有 PWM功能的計(jì)時(shí)器和 1 個(gè)內(nèi)部時(shí)鐘，以及 8 通道的 10 位 ADC。這樣的工作 頻率能夠使處理器輕松運(yùn)行Ｗ inCE、Linux 等操作系統(tǒng)，以及進(jìn)行較為復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理。由于 TFT 屏將是今后應(yīng)用的主流，因此接下來(lái)，本設(shè)計(jì)使用 TFT 屏的控制來(lái)進(jìn)行。 TFT 屏?xí)r序分析 圖 是 TFT 屏的典型時(shí)序。 并且在幀同步以及行同步的頭尾都必須留有回掃時(shí)間，例如對(duì)于 VSYNC 來(lái)說(shuō)前回掃時(shí)間就是（ VSPW+1）＋（ VBPD+1），后回掃時(shí)間就是（ VFPD+1）； HSYNC亦類同。 LCD 控制器主要寄存器功能詳解 (1)LCDCON1 圖 掃描 ?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 LINECNT ：當(dāng)前行掃描計(jì)數(shù)器值，標(biāo)明當(dāng)前掃描到了多少行 CLKVAL ：決定 VCLK 的分頻比。 手觸屏設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)基于三星 S3C2410X 微處理器，采用 SPI 接口與 ADS7843 觸摸屏控制器芯片完成觸摸屏模塊的設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)采用 SPI 接口的觸摸屏控制器 ADS7843 外接四線電阻式觸摸屏，這種方式最顯著的特點(diǎn)是響應(yīng)速度更快、靈敏度更高，微處理器與觸摸屏控制器間的通訊時(shí)間大大減少，提高了微處理器的效率。應(yīng)用程序可以打開、關(guān)閉、讀寫這些設(shè)備文件，對(duì)設(shè)備的操作就像操作普通的數(shù)據(jù)文件一樣簡(jiǎn)便。注冊(cè)成功后，該設(shè)備獲得了系統(tǒng)分配的主設(shè)備號(hào)、自定義的次設(shè)備號(hào)，并建立起與文件系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)。所謂登記，就是將由模塊提供的 file_operations結(jié)構(gòu)指針填入 device_struct 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)組的某個(gè)表項(xiàng)。通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用 mknod()創(chuàng) 建代表此項(xiàng)設(shè)備的文件節(jié)點(diǎn) ——設(shè)備入口點(diǎn)，就可使一項(xiàng)設(shè)備在系統(tǒng)中可見，成為應(yīng)用程序可以訪問的設(shè)備。圖 2 是一個(gè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)模塊動(dòng)態(tài)掛接、卸載和系統(tǒng)調(diào)用的全過(guò)程。寫驅(qū)動(dòng)程序的任務(wù)之一就是完成 file_operations中的函數(shù)指針。 unsigned short pad。 ?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 unsigned int head, tail。 static struct file_operations s3c2410_fops = { owner: THIS_MODULE, open: s3c2410_ts_open, read: s3c2410_ts_read, release: s3c2410_ts_release, poll: s3c2410_ts_poll, }。 TS_DEV 結(jié)構(gòu)用于記錄觸摸屏運(yùn)行的各種狀態(tài)， PenStatus 包括 PEN_UP、PEN_DOWN 和 PEN_FLEETING。當(dāng)有好幾個(gè)進(jìn)程都在等待某件事時(shí)， Linux 會(huì)把這些進(jìn)程記錄到這個(gè)等待隊(duì)列。 MAX_TS_BUF 的值為 16，即在沒有被讀取之前，系統(tǒng)緩沖區(qū)中最多可以存放 16 個(gè)筆觸數(shù)據(jù)信息。在函數(shù)內(nèi)部通過(guò) s3c2410_ts_init( )實(shí)現(xiàn)模塊 的初始化工作。中斷處理程序是上半部 ——接收到一個(gè)中斷，它就立即開始執(zhí)行，但只做有嚴(yán)格時(shí)限的工作，例如對(duì)接收的中斷進(jìn)行應(yīng)答或復(fù)位硬件。所以中斷處理程序的下半部處理函數(shù)采用內(nèi)核定時(shí)器機(jī)制，使下半部在中斷發(fā)生 50ms 后再作處理。 在 s3c2410_ts_init()中的另一個(gè)重要任務(wù)是執(zhí)行接口函數(shù) s3c2410_ts_open()，在這個(gè)函數(shù)中初始化緩沖區(qū)的頭尾指針、觸摸屏狀態(tài)變量及觸摸屏事件等待隊(duì)列。否則調(diào)用讀取函數(shù) 的進(jìn)程就要進(jìn)入睡眠。 ADS7843 的操作時(shí)序如圖 所示。本系統(tǒng)采用的攝像頭是市面上比較常見的一款。 通過(guò)在 USB 接口上外接一個(gè)帶 USB 口的攝像頭，將采集到的視頻圖像數(shù)據(jù)放入輸入緩沖區(qū)中。 USB 系統(tǒng)的配置 要啟用 USB 系統(tǒng)，首先進(jìn)入 USB support 一節(jié)并啟用 Support for USB 選項(xiàng) (對(duì)應(yīng)模塊為 )。這個(gè)特別的芯片與插入系統(tǒng)的 USB 設(shè)備進(jìn)行交互操作，并負(fù)責(zé)處理允許 USB 設(shè)備與系統(tǒng)其他部分通信所必需的所有低層次細(xì)節(jié)。如若沒有信息，應(yīng)輸入以下命令，將 USB 設(shè)備文件手動(dòng)掛裝到 //proc/bus/usb。同時(shí)，用此模塊實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音通話功能。它可以方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻信號(hào)的實(shí)時(shí)壓縮／解壓縮。兩種視頻同步方式為同步主模式和同步從模式。 ?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 圖 數(shù)據(jù)采集模塊的構(gòu)成 利用微波多普勒傳感器對(duì)入侵范圍進(jìn)行監(jiān)測(cè) 微波多普勒傳感器采用 Agilis 公司的 HB100 微波運(yùn)動(dòng)傳感器模塊。因此可以利用 ADXL202E同時(shí)對(duì)車體的振動(dòng)和傾斜角度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。 霍爾器件組的設(shè)計(jì)是將多個(gè)霍爾器件分布在汽 車的 4 個(gè)車門，將車門打開時(shí)，霍爾器件會(huì)發(fā)出微弱的電信號(hào)，然后將每個(gè)開關(guān)器件的輸出信號(hào)送至器件組的局放大處理 多路開關(guān) 加速度傳感器 放大處理 采集信息 A/D 轉(zhuǎn)換 GMO接口 霍爾器件 霍爾器件 霍爾器件 放大處理 放大處理 放大處理 霍爾器件 放大處理 邏輯或 微 波多 普傳 感器 ?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 部決策中心進(jìn)行融合，這里將 4 個(gè)車門的警報(bào)等級(jí)看作相同，可以直接采用硬件進(jìn)行 “或 ” 運(yùn)算，得到融合結(jié)果送至中央處理模塊。 圖 圖像報(bào)警流程 由于傳感器是一種微弱信號(hào)檢測(cè)設(shè)備，很容易受外界因素的影響而導(dǎo)致誤報(bào)警，有些 通過(guò)用戶的努力是可以避免的；有些從原理上講是不可以避免的，如小動(dòng)物和電磁波干擾引起的誤報(bào)警。在理論和實(shí)踐上實(shí)現(xiàn)了對(duì)汽車全天候的圖像監(jiān)控。 網(wǎng)卡和串口的配 置 內(nèi)核映像的下載需要用到串口和網(wǎng)卡，必須對(duì)串口和網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)進(jìn)行修改，以保證能夠順利完成移植工作。 2. $make clean，清除所有己存在的目標(biāo)文件。 5. make install。 防盜報(bào)警電路元器件的選擇 CPU 的選擇 S3C2410 處理器是 Samsung 公司基于 ARM 公司的 ARM920T 處理器核，采用 制造工藝的 32 位微控制器。開發(fā)商可以充分發(fā)揮想象力，設(shè)計(jì)制造出小體積，高性能的嵌入式應(yīng)用產(chǎn)品。 ◆ 4 個(gè)帶外部請(qǐng)求線的 DMA。 ◆ 4 個(gè) PWM 定時(shí)器和一個(gè)內(nèi)部定時(shí)器。 ◆ 24 個(gè)外部中斷。 ◆ 芯片內(nèi)置 PLL。 ◆ 指令緩存（ Cache）、數(shù)據(jù)緩存、寫緩存和物理地址 TAG RAM，減小了對(duì)主存儲(chǔ)器帶寬和性能的影響。另外， S3C2410 在市場(chǎng)上己有很多成熟的應(yīng)用，因此選用了 S3C2410 作為系統(tǒng)的 CPU。能產(chǎn)生 200MHz 的工作頻率。本設(shè)計(jì)選用的這款酷哇迷你針孔式攝像頭 ,可以任意旋轉(zhuǎn) ,任意擺放 ,鏡頭鑲嵌在金屬針筒內(nèi) ,非常小巧 ,金屬外殼更讓這款攝像頭能適應(yīng)各種環(huán)境 ,堅(jiān)固耐用 ,接上一條 USB 延長(zhǎng)線 ,可以深入各種不被人注意的角落 ,不容易被人發(fā)現(xiàn) ,配合相關(guān)視頻監(jiān)控軟件的使用 ,讓汽車防盜真正成為可能。傳感器模塊的體積為 40，重 8 克。 LCD 通過(guò) 50 引腳的 插座與 S3C2410 接口電路連接，如圖 所示 。DCLK 接外部時(shí)鐘輸入 ,為芯片進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換和異步串行數(shù)據(jù)輸入 /輸出提供時(shí)鐘 。VREF參考電壓輸入端 ,電壓值在 +1V到 +VCC之間變化 。 圖 ADS7843 內(nèi)部結(jié)構(gòu) ADS7843 完成一次數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換需要與微控制器進(jìn)行 3 次通信 ,第一次微處理器通過(guò)異步數(shù)據(jù)傳送向 ADS843 發(fā)送控制字 ,其中包括起始位、通道選擇、 8/12 位模 ?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 式、差分 /單端選擇和掉電模式選擇 ,其后的兩次數(shù)據(jù)傳送則是微控制器從 ADS7843 取出 16bitA/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù) (最后四位自動(dòng)補(bǔ)零 ),每次通信需要 8 個(gè)時(shí)一個(gè) 周期 ,完成一次數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換共需 24 個(gè)時(shí)鐘周期 PXA255 微處理器是 Intel 公司生產(chǎn)的第二代基于 32 位 XScale 微架構(gòu)的 集成系統(tǒng)芯片 (ISOC),PXA255 具有高性能、低功耗等優(yōu)點(diǎn) ,它除了 XScale 微內(nèi)核外 ,還集成了許多適用于手持設(shè)備市場(chǎng)需要的外圍設(shè)備。 圖 ADS7843 觸摸屏控制器與 PXA255 微處理器的連線示意圖 專科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 霍爾開關(guān)電路 圖 霍爾開關(guān)電路圖 振蕩測(cè)試電路 A/D 芯片與 CPU 的接口 A/D 芯片采用 AD7864， AD7864 是一種高速、低功耗、可以 4 通道同時(shí)采樣的 A/D 轉(zhuǎn)換器。 通常的機(jī)械的轉(zhuǎn)速的范圍在 100～ 30000 轉(zhuǎn) /分，即最高頻率為 500Hz，根據(jù)振動(dòng)分析儀的采樣需要，每個(gè)周期采 128 個(gè)點(diǎn)計(jì)算，采樣頻率不超過(guò) 64kHz， 這樣 ?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 的采樣頻率與 S3C2410 的 CPU 核心頻率 200MHz、外部數(shù)據(jù)總線頻率的 100MHz相比還是很 低的。 與 CPU 的接口電路的設(shè)計(jì)如圖 所示。圖 所示為該中斷處理程序的流程圖。程序的設(shè)計(jì)主要集中在攝像頭圖像的采集上。因此有觸摸屏硬件中斷的情況下 50ms 后就會(huì)引發(fā)定時(shí)中斷，中斷服務(wù)程序?yàn)閠s_timer_handler()，這個(gè)程序?qū)?現(xiàn)了觸摸屏中斷的下半部，即在過(guò)了抖動(dòng)時(shí)間之后如果觸摸屏確實(shí)有有效事件發(fā)生則采集觸摸屏坐標(biāo)，并將定時(shí)器的時(shí)間重新設(shè)為100ms 并重新激活，這樣做的目的是如果觸摸筆是拖動(dòng)的情況，以后每 100ms 采集一次坐標(biāo)值，并存入緩沖區(qū)，如果不是拖動(dòng)在采集一次坐標(biāo)值之后，在第二次進(jìn)入 ts_timer_handler()時(shí)，查詢管腳的狀態(tài)值，則變?yōu)楦唠娖?，就將觸摸屏狀態(tài) 設(shè)為 PEN_UP，并釋放定時(shí)器，為下次觸摸屏事件做好準(zhǔn)備，定時(shí)中斷服務(wù)程序流程圖如圖 所示。 CONV_START是采樣頻率信號(hào)，可以是外部的同步采樣信號(hào)，每周期采 128 個(gè)點(diǎn)，也可以是內(nèi)部 PWM 電路產(chǎn)生的內(nèi)部非同步采樣信號(hào)。沒有采用外部 RAM 緩存 A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)或用 FIFO 來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，然后再由 CPU 讀取緩存里數(shù)據(jù)的方法。 AD7864 4 通道同時(shí)工作時(shí)，最大采樣率可以高達(dá) 130kHz。當(dāng)屏觸發(fā)生時(shí) ADS7843 向 PXA255 發(fā)出中斷請(qǐng)求 ,由 PXA255 響應(yīng)該中斷請(qǐng)求 ,啟動(dòng)通信過(guò)程 ,讀取 ADS7843 的轉(zhuǎn)換結(jié)果 ,從而得到觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)。IN IN4 為輔助 ADC 轉(zhuǎn)換輸入 通道 。DOUT 串行數(shù)據(jù)輸出端 ,在時(shí)鐘下降沿?cái)?shù)據(jù)由此移位輸出 ,當(dāng) CS 為高電平時(shí) ,DOUT 呈高阻態(tài)。 X+、 Y+、 X、 Y為觸摸屏電極模擬電壓輸入 。該 LCD 采用 4 線電阻觸摸屏， 4 線電阻模擬量技術(shù)的 2 層透明金屬層工作時(shí)每層均增加恒定電壓：一個(gè)豎直方向 YD、 YU，一個(gè)水平方向 XR、XL，總共需 4 根電纜?？嵬?kaywa 高清晰 500 萬(wàn)像素 usb 攝像頭設(shè)計(jì)獨(dú)特 ,采用金屬材質(zhì) ,不怕擠壓碰撞。本設(shè)計(jì)運(yùn)用它的觸摸屏、 USB 接口等外部接口。 它還有很多豐富的外部接口，如觸摸屏、 I2C 總線、 12S 總線接口，以及 2 個(gè)US 主機(jī)接口、 1 個(gè) USB 設(shè)備接口、 2 個(gè) SPI 接口、 SD 接口。 ◆ 內(nèi)部先進(jìn)的位控制器總線（ AMBA）（ ， AHB/APB）。 ◆ 16/32 位 RISC 體系結(jié)構(gòu)，使用 ARM920T CPU 核的強(qiáng)大指令集。 ◆ 8 通道 10 位 ADC 和觸摸屏接口。 專科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 ◆ 117 個(gè)通用 I/O。 ◆ SD 主接口版本 和多媒體卡協(xié)議版本 兼容。 ◆ 內(nèi)置外部存儲(chǔ)器控制器（ SDRAM 控制和芯片選擇邏輯）。 S3C2410 處理器最高可運(yùn) 行在 203MHz。通過(guò)使用串口，引導(dǎo)裝載程序與主機(jī)通信，將內(nèi)核傳送到目標(biāo)機(jī)的 DRAM 中。 ?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 3. $make zImage，生成一個(gè)經(jīng)過(guò)壓縮的內(nèi)核。網(wǎng)卡的 Memory map要比串口的簡(jiǎn)單。 操作系統(tǒng) Linux 內(nèi)核的配置 配置 Linux 內(nèi)核的步驟如下： 首先，進(jìn)入系統(tǒng)的源代碼目錄 /，運(yùn)行 menuconfig 命令，系統(tǒng)就自動(dòng)進(jìn)入配置界面。經(jīng)傳感器采集到的信號(hào)送至 MCU ?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 處理，超過(guò)報(bào)警閾值時(shí)， MCU 啟動(dòng)報(bào)警；在報(bào)警閾值以下則判為干擾信號(hào)，不報(bào)警。該技術(shù)中融合了 傳感器 、數(shù)字化處理、攝像與 圖像處理 技術(shù)。采用數(shù)字信號(hào)輸出，在南、北磁極的作用下均能產(chǎn)生霍爾效應(yīng)：磁極靠近時(shí)，開關(guān)打開，輸出電平為低；磁極遠(yuǎn)離時(shí)，開關(guān)關(guān)閉，輸出電平為高。 對(duì)車體的振動(dòng)與傾斜狀況進(jìn)行測(cè)量，可以對(duì)竊賊采用拖吊法盜竊車輛以及破壞車體的現(xiàn)象進(jìn)行預(yù)警。 數(shù)據(jù)采集 防盜系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集模塊由微波多普勒傳感器組、振動(dòng)傳感器組、霍爾器件組和熱釋電紅外傳感器組組成，用于汽車防盜信息的采集以及數(shù)據(jù)的初 步融合處理。 ZR36060 的接口分為 3 個(gè)部分，分別為視頻接