【正文】 雖然 程序不是自己編寫的，但不管怎么說，認真地讀了一遍別人的程序也是有收獲的。 通過這次的課程設計使我明白了：原來自己的知識還很欠缺，要學習的東西太多太多了。 體會 生活就是這樣，汗水預示著結果也見證了收獲。} } 如此可以使兩個線程得以同步 運行，并可以執(zhí)行多次掃描和打印任務。 兩個線程的核心代碼如下： Void thread1(void){ 打開串口；設置串口；建立連接； While(1){ Sem_wait(amp。采用的是 TCP 的連接方式。 串口的設置 設置串口速率函數： set_speed(int fd,int speed)， 其中 fd?為打印機的設備文件，南華大學電氣工程學院課程設計 第 21 頁 共 30 頁 speed 為速率。在打印的時候要注意每發(fā)一個字符要延遲 150 毫秒，因為如果打印數據發(fā)得 過快打印機來不及處理，所以要設置延時。/*設置 STB 口 */ write_gpio_bit(WEIDA_STB,1)。包括設備名稱、相關注冊、操作函數的實現等。采用的交叉編譯器工具包為 （包含 armlinuxgcc 等）。 在“ Installation Options”選項中修改我們編譯后的文件系統(tǒng)路徑，即 make install 后將 BusyBox 安裝的路徑。 而 /armsys2410 即為我們制作好后的嵌入式文件系統(tǒng)的根 /目錄。 /mnt 這個目錄一般是用于存放 掛載儲存設備的掛載目錄的，比如有 cdrom等目錄。 安裝根文件系統(tǒng) 創(chuàng)建根文件系統(tǒng)的基本目錄結構 創(chuàng)建目標板的根目錄 /armsys2410 及根目錄下的文件夾 ， 這些文件夾為 Linux文件系統(tǒng)的必要的目錄。 Uboot Uboot 被認為是功能最多、最具彈性以及開發(fā)最積極的開放源代碼BootLoader。這樣，內核或其他應用程序均可使用 armlinux 來制定使用該交叉編碼器 。 圖 7 嵌入式軟件層次 ．引導加載程序：固化在硬件 flash 上的一段引到代碼，用于完成硬件的一些基本配置，引導嵌入式操作系統(tǒng)內核啟動。用這 14 根通用輸入輸出口連接微型打印機的并口。要發(fā)送的數據首先被寫入 FIFO，然后拷貝到發(fā)送移位寄存器，最后從數據輸出端口（ TxD）依次被移位輸出。同時串口是一個很通用的接口設備，通過串口可以和很多其它設備進行擴充連接。 ARM920T 一共有 37 個寄存器 —— 31 個 通用寄存器和6 個狀態(tài)寄存器，這些寄存器有不同的用途， 處理器的狀態(tài)和工作模式決定了哪些寄存器需要使用。處于掉電模式時，所有外圍設備全部掉電，僅內核電源供電，借助于 EINT[15： 0]或 RTC 報警中斷從掉電模式喚醒過來。由于采用了由 ARM 公司設計的 16/32 位 ARM920T RISC 處理器，因此S3C2410 實現了 MMU 和獨立的 16KB 指令緩存和 16KB 數據緩存，且每個緩存均為 8 各字長度的流水線。 南華大學電氣工程學院課程設計 第 7 頁 共 30 頁 軟 件 硬 件 應用程序 文件系統(tǒng) 嵌入式 Linux BootLoader ARM 開發(fā)平臺 I/O 數據 網 口 打印機 串口 GP I O S3C2410 主 機 掃描儀 網 口 圖 2 嵌入式打印終端系統(tǒng)結構框圖 嵌入式系統(tǒng) 設計 流程 嵌入式系統(tǒng)是一個復雜而專用的系統(tǒng)，在進行系統(tǒng)設計之前，必須對系統(tǒng)的功能需求進行分析 并明確定義系統(tǒng)的外部功能和內部軟硬件結構，然后對系統(tǒng)進行總體結構設計和系統(tǒng)的各個模塊分割，分別實現硬件的規(guī)劃與設計，應用軟件的規(guī)劃與設計以及操作系統(tǒng)的剪裁。Linux 是一個與生俱來的網絡操作系統(tǒng)，成熟而且穩(wěn)定。 本嵌入式系統(tǒng)硬件平臺是基于 ARM 的 S3C2410 開發(fā)板，這款開發(fā)板是三星公司主要為高性價比，低功耗的應用場合而設計，其資源豐富，十分適合本次的設計系統(tǒng)。 開發(fā)板等待直至接收到主機處理完畢的數據后轉發(fā)給打印機，將信息打印出來。開發(fā)板將掃描儀的數據 從串口讀出，然后轉發(fā)給打印機將數據打印出來。在超市之類的場合，打印模塊負責票據打印工作，打印的內容往往是一些數字和文字的組合。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。尤其是軟件代碼，更加要求高質量，高可靠性?！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。 打印機將采集和處理后儲存的信息以圖像、文字或者數字等方式打印出來，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。 20 世紀 70 年代單片機的出現，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)”。 本次設計的目的是建立一 個基于 ARM 核心處理器和嵌入式 Linux 操作系統(tǒng)的嵌入式開發(fā)平臺，為嵌入式系統(tǒng)開發(fā)提供一個方便、功能擴展的軟硬件環(huán)境。 本論文分硬件平臺和軟件系統(tǒng)兩部分進行設計。 20 世紀 80年代開始出現商業(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)。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。“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。 （ 4） 嵌入式系統(tǒng)需要更加嚴格的測試、驗收過程。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。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，將這些參數以圖形的形式直觀地打印出來。 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。 嵌入式打印終端系統(tǒng)設計方案 本系統(tǒng)設計分為硬件和軟件兩大部分，硬件部分主要是處理器平臺的選擇；軟件部分包括系統(tǒng)級軟件（操作系統(tǒng)、設備驅動）與用戶級軟件（應用程序）。 嵌入式操作系統(tǒng)的選擇 嵌入式操作系統(tǒng)與嵌入式系統(tǒng)密不可分，是嵌入式系統(tǒng)的一個十分重要的組成部分。 Linux 是源代碼開放軟件，任何人都可以修改它，或者用它開發(fā)自己的產品。在完成操作系統(tǒng)的剪裁和應用軟件的設計后，通常還需要將它們移植 到同系統(tǒng)結構的硬件平臺上進行系統(tǒng)調試、功能模擬、明確系統(tǒng)調試無誤后，才將操作系統(tǒng)及相關軟件移植到自己的專用硬件平臺上，再進行系統(tǒng)整體功能測試。它的低功耗、精簡而出色的全靜態(tài)設計特別適用于對成本和功耗敏感的領域。 （ 3）中斷控制器 有 55 個中斷源（ 1 個看門狗定時器、 5 個定時器、 9 個通用異步串行口、 24個外部中斷、 4 個 DMA、 2 個 RTC、 2 個 USB、 1 個 LCD 和 1 個電池故障）。 存儲器 SDRAM 是嵌入式系統(tǒng)的內存，具備單位空間存儲容量大和價格便宜的優(yōu)點，已廣泛應用在各種嵌入式系統(tǒng)中。 S3C2410 的 UART 單元提供 3 個獨立的異步串行 I/O 端 口，每個端口均可在中斷模式或 DMA 模式下工作。被接收的數據也同樣從數據接收端口（ RxD）移位輸入到移位寄存器，然后拷貝到 FIFO中。 南華大學電氣工程學院課程設計 第 13 頁 共 30 頁 ACK BUSY STB DATA0 ︱ DATA7 打印機 GPIO_D1 GPIO_D2 GPIO_D0 GPIO_C8 ︱ GPIO_C15 開發(fā)板 圖 5 核心 core 的 LCD 引腳和板上 LCD 引腳原理圖 同時查看打印機的電路手冊和管 腳 定義，選用其 STB 選通線、 ACK 回答脈沖線、 BUSY 線、 DATA0DATA7 數據線來與開發(fā)板的 GPIO 口相連，并初始化高低電平值。 ． 嵌入式操作系統(tǒng)內核：特定于嵌入式目標板定制的內核以及內核的啟動參數。使用 ARM Linux 提供的交應用程序 (application) 文件系統(tǒng) (file system) 操作系統(tǒng)內核 (kernel) 引導加載程序 (bootloader) 南華大學電氣工程學院課程設計 第 15 頁 共 30 頁 叉工具鏈，加入環(huán)境變量如圖 8 所示： 圖 8 交叉編譯工具 配置 BootLoader BootLoader 概述 BootLoader 是系統(tǒng)啟動后，在操作系統(tǒng)內核運行前運行的以小段程序，嚴重依懶于硬件而實現。能支持大多數的嵌入式處理器和嵌入式操作系統(tǒng)，其中對 ARM 和Linux 的支持最為完善，而且文檔資料相當豐富。 mkdir bin sbin usr lib dev mnt root etc home proc tmP /bin 基礎系統(tǒng)所需要的那些命令位于此目錄，也是最小系統(tǒng)所需要的命令 ；比如 ls、 cp、 mkdir 等命令 ； 這個目錄中的文件都是可執(zhí)行的 ， 普通用戶都可以使用的命令。 /root Linux 超級權限用戶 root 的目錄。 構建 BusyBox BusyBox最初是由 Bruce Perens 在 1996年為 Debian GNU/Linux安裝盤寫的。我們的根文件系統(tǒng)路徑為 (/armsys2410)。 微型 打印機驅動的 設計 Linux 設備驅動 設備驅動程序是內核與硬件設備之間的接口。 ． 定義設備名 define DEVICE_NAME weida_printer ． 模塊函數設計 在該系統(tǒng)中，采用模塊化加載驅動程序的方法，因此必須實現模塊的初始化函數和卸載函數。 weida_printer_io_port_init()。 Open/close 函數打開 /關閉文件，因為在 LINUX 下設備都是當文件來操作的，所以需要 open 和 close 這兩個接口函數。 設置串口參數： set_parity(int fd,int databits,int stopbits,int parity)， databits 為有多少個數據位， stopbit 為設置多少個停止位， parity 為奇偶校驗位設置。 主應用程序的設計 開發(fā)板上的應用程序 Main 函數注冊兩個線程 p1 和 p2，兩個全局數組 c1 和c2。sem1)。 南華大學電氣工程學院課程設計 第 23 頁 共 30 頁 6 總結與體會 總結 Linux 的通用性是毋庸置疑的，遵循 POSIX 標準，內核經過適當的裁剪、移植，即可用于如工業(yè)監(jiān)控設備、網絡通訊設備和 PDA 等嵌入式系統(tǒng)中。勞動是人類生存生活永恒不變的話題。以前總是覺得自己的成績好，什么都懂，什么都會，有點眼高手低。 是啊， 挫折是一份財富，經歷是一份擁有 。 在此 ,我 要感謝我的指導老師 黃智偉教授 ，因為是 黃教授 讓我 把暑假學的ARM7TDMI 知識重拾了不少，并 接 觸到 了 Linux 操作系統(tǒng) 。所以在動手做這次設計之前，我認真地翻了一下以前的筆記，我想認認真真地做這次的ARM