【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 串行通信數(shù)據(jù)通常是在二個(gè)站 (點(diǎn)對(duì)點(diǎn) )之間進(jìn)行傳送，按照數(shù)據(jù)流的方向可 分成三種傳送模式 :單工、半雙工、全雙工。 單工形式的數(shù)據(jù)僅能沿著單一的方向傳播。半雙工形式使用同一根傳輸線，即 可發(fā)送數(shù)據(jù)又可接收數(shù)據(jù)，但不能同時(shí)發(fā)送和接收，在任何時(shí)刻只能由其中的一方發(fā)送數(shù)據(jù)，另一方接收數(shù)據(jù)。全雙工形式的數(shù)據(jù)分別由兩根在兩個(gè)不同的站點(diǎn)同時(shí)發(fā)送和接收的傳輸線進(jìn)行傳送，通行雙方都 能在同一時(shí)刻進(jìn)行發(fā)送和接收操作。 (2)串行通信方式 太原科技大學(xué)華科學(xué)院畢業(yè)論文（論文） 12 串行通信在信息格式的約定上可以分為兩種方式 :同步通信和異步通信。 在同步通信中，數(shù)據(jù)或字符開(kāi)始處是用一個(gè)同步字符來(lái)指示的 (常約定為 1~2 個(gè) )，以實(shí)現(xiàn)發(fā)送端和接收端同步。一旦檢測(cè)到約定同步字符，下面就連續(xù)、順序地發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。同步傳送格式如圖所示。該方式要求接收和發(fā)送時(shí)鐘嚴(yán)格保持同步，在通信時(shí)通常要求有同步時(shí)鐘信號(hào) 串行通信總線接口標(biāo)準(zhǔn)： 為了方便的把計(jì)算機(jī)和各種外部設(shè)備等有機(jī)的連接起來(lái)，通常采用標(biāo)準(zhǔn)接口，即明確定義若干信號(hào)線，使電路接口通用化并符合統(tǒng) 一的標(biāo)準(zhǔn)。目前異步串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)有很多，主要包擴(kuò) RS232C,RS232ERS449(RS422,RS423,RS485)、 20mA 電流環(huán)、 USB 通用接口。 目前銀行系統(tǒng)中采用的串口標(biāo)準(zhǔn)通常都是 RS232 和 RS484。 RS232 又稱單端、非平衡線路，一個(gè)非平衡接口擁有多個(gè)連接在一起的接地線，在 RS232 線路中 ,接收器對(duì)一個(gè)被所有信號(hào)使用的通用地址線和信號(hào)電壓的電壓差作出響應(yīng)。不同于 RS232， RS485 使用的是平衡線路，能夠進(jìn)行遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)傳輸。在 RS485 中， 為每個(gè)信號(hào)分配了專用的導(dǎo)線對(duì)，其中一根導(dǎo)線上的電壓等于另一根導(dǎo)線上的電壓取補(bǔ)，或者取反，接收器對(duì)導(dǎo)線上的電壓差作出相應(yīng)的反映。采用平衡線路的 RS485 線路除了對(duì)噪聲具有免疫功能之外，還可以在一定限度之內(nèi)不受接收器和驅(qū)動(dòng)器之間的接地電勢(shì)差異的影響。 本系統(tǒng)中 CPU 卡讀卡器和柜員機(jī)之間使用 RS485 串口進(jìn)行通信，平衡連線不考慮不一致的接地電勢(shì)，接收器只檢測(cè)兩個(gè)傳輸信號(hào)之間的差異，而在非平衡線路中，受電視差異影響，接收器可能會(huì)誤讀入一個(gè)輸入。 硬件整體設(shè)計(jì) 基于 S3C2440 微處理的排隊(duì)服 務(wù)器主機(jī)介紹： 排隊(duì)服務(wù)主控模塊選用 Samsung公司的微處理器 S3C2440作為主控芯片，存儲(chǔ)器部分有 SDRAM、 NOR Flash、 NAND Flash 等，外設(shè)有按鍵輸入、串行通信RS232 模塊與 RS485 模塊，語(yǔ)音驅(qū)動(dòng)模塊，微型打印機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊等。 太原科技大學(xué)華科學(xué)院畢業(yè)論文（論文） 13 (l)ARM 與 S3C2440 微處理器 ARM (AdvancedRJSCMachine)公司是一家專門從事芯片 IP設(shè)計(jì)與授權(quán)業(yè)務(wù)的英國(guó)公司，其產(chǎn)品有 ARM 內(nèi)核以及外圍接口。 ARM 內(nèi)核是一種 32位嵌入式 RISC微處理器，具有功耗低、性價(jià)比高和代碼密度高等特 點(diǎn)。 目前， ARM微處理器主要包括以下幾個(gè)系列， ARM7系列、 ARM9系列、 ARM9E系列、 ARM10E 系列、 Intel 的 StrongARM 和 Xseale 等。 其中， ARM ARM ARM9E和 ARM10E 為四個(gè)通用處理器，每一個(gè)系列提供一套相對(duì)獨(dú)特的性能來(lái)滿足不同應(yīng)用領(lǐng)域的需求。如 ARM7 系列適用于工業(yè)控制、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、移動(dòng)電話等應(yīng)用 。ARM ARM9E 和 ARM10E 系列則更適合無(wú)線設(shè)備、消費(fèi)類電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。 S3C2440 是 Samsung 公司基于 ARM920T 設(shè)計(jì)的一款處理器，主頻最大可達(dá)400MHz。擴(kuò)展總線最大頻率 100MHz；存儲(chǔ)控制器 (八個(gè)存儲(chǔ)體 )，四通道 PWM 定時(shí)器和一通道內(nèi)部定時(shí)器看門狗定時(shí)器； 130 個(gè)通用 I/O 接口和 24 通道外部中斷源 。RTC；三通道 UART， ，可以基于 DMA 直接內(nèi)存訪問(wèn)模式或中斷模式工作；四個(gè) DMA 通道 (支持外設(shè) DMA)。8 通道 10bitADC 和觸摸屏接口；支持 SIN與 TFTLCD控制器 。1通道 115一 BUS音頻編解碼器接口 。AC97解碼器接口 。三個(gè) USB 口； IICBus 接口 。兩個(gè)串行外圍接口 (SPI)； SD卡接口；功耗控制模式：具有普通，慢速，空閑和掉電模式。 (2)串口通信模塊設(shè)計(jì) S3C2440 有 3 個(gè)通道的 UART，每個(gè)通道都具有內(nèi)部 64 字節(jié)的發(fā)送 FIFO 和64字節(jié)的接收 FIFO。將這三個(gè)異步串口 UART通過(guò)相應(yīng)的電平轉(zhuǎn)換芯片連接外設(shè)。本文對(duì)這三個(gè) UART 做如下分配： UART0 口外接微型熱敏打印機(jī)； UART1 和 UART2口分別外接智能呼叫終端網(wǎng)絡(luò)和 LED 顯示屏網(wǎng)絡(luò)。 (3)語(yǔ)音模塊電路 智能呼叫終端 (以下簡(jiǎn)稱呼叫終端 )主要由主控芯片 MCU(AT89C2051)、看門狗芯片 (DS1232)、半雙工電平轉(zhuǎn)換芯片 (SN75LBC184)、串行移位寄存器 (HEF4094)以及 8 段 LED 數(shù)碼管和多功能按鍵構(gòu)成。串口用于接收從排隊(duì)主機(jī)服務(wù)器發(fā)來(lái)的太原科技大學(xué)華科學(xué)院畢業(yè)論文（論文） 14 數(shù)據(jù)包， LED 數(shù)碼管分別用來(lái)顯示正在服務(wù)號(hào)和最大等待號(hào)。呼叫終端原理圖參見(jiàn)圖 1。 圖 硬件整體構(gòu)建： 系統(tǒng)硬件由服務(wù)器 PC、主控制器、語(yǔ)音控制器、打印機(jī)、分線器、呼叫器、LED 窗口顯示屏和 CPU 卡讀卡器等設(shè)備構(gòu)成。系統(tǒng)各硬件通信主要采用異步串口通信方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。分線器與每個(gè)呼叫器采用 RS485 標(biāo)準(zhǔn)，半雙工通信；呼叫器與 LED 窗口顯示屏采用 RS232 標(biāo)準(zhǔn)，單工通信。 1. 服務(wù)器 服務(wù)器 PC 主要負(fù)責(zé)儲(chǔ)存和管理所有的系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)，響應(yīng)各柜員通過(guò)呼叫器查詢讀取修改數(shù)據(jù)等請(qǐng)求，管理員可在服務(wù)器 PC 上進(jìn)行參數(shù)設(shè)置等操作。 服務(wù)器 PC 內(nèi)裝主控制器，它控制打印機(jī)、 LED 窗口顯示屏、語(yǔ)音控制器、呼叫器等設(shè)備，實(shí)行自動(dòng)化操作?？筛鶕?jù)不同需要靈活調(diào)節(jié)系統(tǒng)功能。服務(wù)器 PC 安裝在銀行營(yíng)業(yè)廳入口處，其內(nèi)部設(shè)有電子控制系統(tǒng)，并配置馬達(dá)與齒輪，以帶動(dòng)紙票，服務(wù)器 PC 的觸摸顯示屏上有銀行相應(yīng)的業(yè)務(wù)按鈕，按下按鈕，打印機(jī)將自 動(dòng)打印號(hào)票，并將號(hào)票送出給客戶。 2. 主控制器 AT89C2051 UART0 接口 看門狗電路 按鍵 時(shí)鐘電路 RS485 電平轉(zhuǎn)換 串行移位寄存器 8 段 LED數(shù)碼管 太原科技大學(xué)華科學(xué)院畢業(yè)論文（論文） 15 主控制器負(fù)責(zé)連接 CPU 卡讀卡器、打印機(jī)、語(yǔ)音控制器，并通過(guò)分線器連接呼叫器和 LED 窗口顯示屏。 3. 分線器 分線器主要負(fù)責(zé)呼叫器、 LED 窗口顯示屏與主控制器進(jìn)行通訊。 4 . LED 窗口顯示屏 該顯示屏安置在營(yíng)業(yè)廳每個(gè)窗口上，帶有閃爍顯示，顯示操作員當(dāng)前正在辦理或是正在呼叫的號(hào)碼，以提醒顧客到該柜臺(tái)辦理相關(guān)業(yè)務(wù)。 圖 呼叫器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 呼叫器主要具有取號(hào)、呼號(hào)、 LCD 顯示、按鍵查詢等功能，并與主控制器和LED 窗口顯示屏進(jìn)行通訊。與主控制器采用 RS485 協(xié)議 9600BPS 的波特率通太原科技大學(xué)華科學(xué)院畢業(yè)論文（論文） 16 訊，通訊距離遠(yuǎn)，抗干擾強(qiáng)，系統(tǒng)穩(wěn)定，與 LED 窗口顯示屏采用 RS232 通訊協(xié)議。 呼叫器是本系統(tǒng)非常重要的組成部分，采用 78E52 微電腦芯片， LCD 液晶顯示模塊顯示操作和工作內(nèi)容，采用 09 共 10 個(gè)數(shù)字按鍵和 5 個(gè)功能鍵經(jīng)過(guò)組合完成多種功能，操作方便。 呼叫器功能： 呼叫器具有呼叫、重呼、取消、指定呼叫、呼叫轉(zhuǎn)移、時(shí)間和日期設(shè)置、隨 時(shí)改變業(yè)務(wù)類型和呼叫機(jī)地址功能。呼叫器還能夠使用 LCD 液晶顯模塊顯示操作和功能。它采用 RS485 和 RS232 雙通訊口，以 9600BP 的波特率通訊，并提供操作聲音提示和 DC12V 供電。 呼叫器實(shí)現(xiàn)： 在 Linux 下，音頻設(shè)備程序的實(shí)現(xiàn)與文件系統(tǒng)的操作密切相關(guān)。通過(guò)內(nèi)核提供的一組系統(tǒng)調(diào)用，應(yīng)用程序能夠直接訪問(wèn)聲卡驅(qū)動(dòng)程序提供的各種音頻設(shè)備接口。音頻編程文件實(shí)際上就是一組音頻設(shè)備文件，通過(guò)它們可以向聲卡寫入或讀出數(shù)據(jù)，并且可以對(duì)聲卡進(jìn)行控制，設(shè)置采樣頻率和聲道數(shù)目等。 主控制器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 主控制器是本系統(tǒng)的心臟，連接 CPU 卡讀卡器、打印機(jī)、語(yǔ)音控制器，并通 過(guò)分線器連接呼叫器和 LED 窗口顯示屏。 主控制器功能： 主控制器負(fù)責(zé)將各硬件設(shè)備與服務(wù)器 PC 相連，并控制其數(shù)據(jù)通信。在主控制器中有一個(gè) POLLING 程序， POLLING 子程序用來(lái)依次對(duì)每個(gè)呼叫器進(jìn)行輪流檢測(cè)，以確定是否要呼叫、轉(zhuǎn)移等，如果有則進(jìn)行相應(yīng)處理，如果沒(méi)有則對(duì)下一個(gè)呼叫器進(jìn)行查詢，然后將處理數(shù)據(jù)傳送給相應(yīng)呼叫器，并將相應(yīng)數(shù)據(jù)顯示在 LED 窗口顯示屏上，另外主控制器還負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)傳輸給打印機(jī)和語(yǔ)音控制器。 太原科技大學(xué)華科學(xué)院畢業(yè)論文（論文） 17 主控制器設(shè)計(jì)： 主控制器與呼叫器采用 RS485 通訊，與打印機(jī)、 CPU 卡讀卡 器采用 RS232 通訊協(xié)議，與液晶采用并口通訊，與存儲(chǔ)器采用 IIC 通訊協(xié)議，采用總線集中供電（ DC+15）防止過(guò)流過(guò)壓保護(hù)，采用硬件看門狗防止程序跑飛，其硬件組成如下： 1. 芯片 78E52B 功能：整個(gè)系統(tǒng)的控制中心，完成管理系統(tǒng)的取號(hào)、發(fā)號(hào)、打印、并驅(qū)動(dòng)顯示、與呼叫器通信、語(yǔ)音提示和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能。 2. 語(yǔ)音芯片 1420P 功能：當(dāng)呼叫器要求取一個(gè)號(hào)，或要求進(jìn)行重呼時(shí)，主控制器則控制語(yǔ)音芯片進(jìn)行語(yǔ)音呼叫。 3. 24C256 功能：對(duì)排隊(duì)機(jī)中用到的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。比如所排的號(hào)及時(shí)間、取出的號(hào) 及時(shí)間，以及所轉(zhuǎn)移的號(hào)。 4 液晶顯示器 功能：顯示當(dāng)前的時(shí)間及取號(hào)的提示信息；如果到了下班時(shí)間，則顯示停止取號(hào)的提示信息。 第 5 章 系統(tǒng)構(gòu)建與移植 太原科技大學(xué)華科學(xué)院畢業(yè)論文（論文） 18 排隊(duì)服務(wù)器主機(jī)軟件設(shè)計(jì) 基于 S3C2440 的 Linux 系統(tǒng)移植： (1)嵌入式 Linux 特點(diǎn) Linux 從最開(kāi)始就是一個(gè)開(kāi)放的系統(tǒng)，并且始終遵循著源代碼開(kāi)放的原則，它是一個(gè)成熟而穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，作為嵌入式操作系統(tǒng)有如下優(yōu)勢(shì) : ①低成本開(kāi)發(fā)系統(tǒng)。 Linux 的源碼開(kāi)放性允許任何人可以獲取并修改 Linux的源碼，這也提高了開(kāi)發(fā)產(chǎn)品的效率。 ②應(yīng)用于 多種硬件平臺(tái)。 Linux 可支持多種處理器架構(gòu)，并且已被移植到多種硬件平臺(tái)。 Linux 采用一個(gè)統(tǒng)一的框架對(duì)硬件進(jìn)行管理，同時(shí)從一個(gè)硬件平臺(tái)到另一個(gè)硬件平臺(tái)的改動(dòng)與上層應(yīng)用無(wú)關(guān)。 ③定制的內(nèi)核。 Linux 具有獨(dú)特的內(nèi)核模塊機(jī)制，可以根據(jù)嵌入式設(shè)備的個(gè)性需要量體裁衣，將某些模塊插入到內(nèi)核或者從內(nèi)核中移走。 ④性能優(yōu)異。 Linux 系統(tǒng)內(nèi)核精簡(jiǎn)、高效和穩(wěn)定，能夠充分發(fā)揮硬件的功能，對(duì)比其他操作系統(tǒng)，它占用資源更少，運(yùn)行更加穩(wěn)定，速度更快。 ⑤良好的網(wǎng)絡(luò)支持。 Linux 的內(nèi)核結(jié)構(gòu)在網(wǎng)絡(luò)方面是非常完整的，提供了對(duì)包括十兆 位、百兆位以及千兆位的以太網(wǎng)，還有無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和光纖等的支持，這對(duì)越來(lái)越依賴于網(wǎng)絡(luò)的嵌入式設(shè)備來(lái)說(shuō)無(wú)疑是很好的選擇。 (2)基于 S3C2440 的 Linux 系統(tǒng)移植 基于 S3C2440 的 Linux 系統(tǒng)移植技術(shù)比較成熟，只需做好以下幾個(gè)工作 : ①在宿主機(jī) (即 PC 機(jī) )上搭建交叉編譯開(kāi)發(fā)環(huán)境，完成安裝交叉編譯器并進(jìn)行相應(yīng)的配置 。 ②設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)啟動(dòng)的引導(dǎo)程序 Boot loader，為最終調(diào)用系統(tǒng)內(nèi)核做好準(zhǔn)備 。 ③配置、編譯 Linux 內(nèi)核并進(jìn)行移植 。 太原科技大學(xué)華科學(xué)院畢業(yè)論文（論文） 19 ④加載現(xiàn)有文件系統(tǒng)到目標(biāo)板上。 內(nèi)核移植 配置 內(nèi)核參數(shù) 進(jìn)入 內(nèi)