【文章內(nèi)容簡介】 用的通用地址線和信號電壓的電壓差作出響應。不同于 RS232， RS485 使用的是平衡線路，能夠進行遠距離的數(shù)據(jù)傳輸。在 RS485 中，為每個信號分配了專用的導線對，其中一根導線上的電壓等于另一根導線上的電壓取補， 或者取反，接收器對導線上的電壓差作出相應的反映。采用平衡線路的 RS485 線路除了對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)動器之間的接地電勢差異的影響。 本系統(tǒng)中 CPU 卡讀卡器和柜員機之間使用 RS485 串口進行通信，平衡連線不考慮不一致的接地電勢，接收器只檢測兩個傳輸信號之間的差異，而在非平衡線路中，受電視差異影響，接收器可能會誤讀入一個輸入。 硬件整體設計 基于 S3C2440 微處理的排隊服務器主機介紹： 排隊服務主控模塊選用 Samsung公司的微處理器 S3C2440作為主控芯片，存儲器部分有 SDRAM、 NOR Flash、 NAND Flash 等，外設有按鍵輸入、串行通信RS232 模塊與 RS485 模塊，語音驅(qū)動模塊，微型打印機驅(qū)動模塊等。 太原科技大學華科學院畢業(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設計與授權業(yè)務的英國公司，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、性價比高和代碼密度高等特點。 目前， ARM微處理器主要包括以下幾個系列， 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 為四個通用處理器，每一個系列提供一套相對獨特的性能來滿足不同應用領域的需求。如 ARM7 系列適用于工業(yè)控制、網(wǎng)絡設備、移動電話等應用 。ARM ARM9E 和 ARM10E 系列則更適合無線設備、消費類電子產(chǎn)品的設計。 S3C2440 是 Samsung 公司基于 ARM920T 設計的一款處理器，主頻最大可達400MHz。擴展總線最大頻率 100MHz；存儲控制器 (八個存儲體 )，四通道 PWM定 時器和一通道內(nèi)部定時器看門狗定時器； 130 個通用 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)存訪問模式或中斷模式工作；四個 DMA通道 (支持外設 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 USB口； IICBus 接口 。兩個串行外圍接口 (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)串口通信模塊設計 S3C2440 有 3 個 通道的 UART，每個通道都具有內(nèi)部 64 字節(jié)的發(fā)送 FIFO 和64字節(jié)的接收 FIFO。將這三個異步串口 UART通過相應的電平轉換芯片連接外設。本文對這三個 UART 做如下分配： UART0 口外接微型熱敏打印機； UART1 和 UART2口分別外接智能呼叫終端網(wǎng)絡和 LED顯示屏網(wǎng)絡。 (3)語音模塊電路 智能呼叫終端 (以下簡稱呼叫終端 )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成。 串口用于接收從排隊主機服務器發(fā)來的太原科技大學華科學院畢業(yè)論文（論文） 14 數(shù)據(jù)包， LED 數(shù)碼管分別用來顯示正在服務號和最大等待號。呼叫終端原理圖參見圖 1。 圖 呼叫終端原理圖 硬件整體構建： 系統(tǒng)硬件由服務器 PC、主控制器、語音控制器、打印機、分線器、呼叫器、LED 窗口顯示屏和 CPU 卡讀卡器等設備構成。系統(tǒng)各硬件通信主要采用異步串口通信方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。分線器與每個呼叫器采用 RS485 標準，半雙工通信；呼叫器與 LED 窗口顯示屏采用 RS232 標準，單工通信。 1. 服務器 服務器 PC 主要負責儲存和管理所有的系統(tǒng)相關數(shù)據(jù)，響應各柜員通過呼叫器查詢讀取修改數(shù)據(jù)等請求，管理員可在服務器 PC 上進行參數(shù)設置等操作。 服務器 PC 內(nèi)裝主控制器，它控制打印機、 LED 窗口顯示屏、語音控制器、呼叫器等設備，實行自動化操作?？筛鶕?jù)不同需要靈活調(diào)節(jié)系統(tǒng)功能。服務器 PC 安裝在銀行營業(yè)廳入口處，其內(nèi)部設有電子控制系統(tǒng)，并配置馬達與齒輪，以帶動紙票，服務器 PC 的觸摸顯示屏上有銀行相應的業(yè)務按鈕，按下按鈕，打印機將自動打印號票，并將號票送出給客戶。 2. 主控制器 AT89C2051 UART0 接口 看門狗電路 按鍵 時鐘電路 RS485 電平轉換 串行移位寄存器 8 段 LED 數(shù)碼管 太原科技大學華科學院畢業(yè)論文（論文） 15 主控制器負責連接 CPU 卡 讀卡器、打印機、語音控制器，并通過分線器連接呼叫器和 LED 窗口顯示屏。 3. 分線器 分線器主要負責呼叫器、 LED 窗口顯示屏與主控制器進行通訊。 4 . LED 窗口顯示屏 該顯示屏安置在營業(yè)廳每個窗口上，帶有閃爍顯示，顯示操作員當前正在辦理或是正在呼叫的號碼，以提醒顧客到該柜臺辦理相關業(yè)務。 圖 硬件整體設計圖 呼叫器設計與實現(xiàn) 呼叫器主要具有取號、呼號、 LCD 顯示、按鍵查詢等功能，并與主控制器和LED 窗口顯示屏進行通訊。與主控制器采用 RS485 協(xié)議 9600BPS 的波 特率通太原科技大學華科學院畢業(yè)論文（論文） 16 訊，通訊距離遠，抗干擾強，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 個數(shù)字按鍵和 5 個功能鍵經(jīng)過組合完成多種功能，操作方便。 呼叫器功能： 呼叫器具有呼叫、重呼、取消、指定呼叫、呼叫轉移、時間和日期設置、隨 時改變業(yè)務類型和呼叫機地址功能。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。 呼叫器實現(xiàn)： 在 Linux 下，音頻設備程序的實現(xiàn)與文件系統(tǒng)的操作密切相關。通過內(nèi)核提供的一組系統(tǒng)調(diào)用，應用程序能夠直接訪問聲卡驅(qū)動程序提供的各種音頻設備接口。音頻編程文件實際上就是一組音頻設備文件，通過它們可以向聲卡寫入或讀出數(shù)據(jù)，并且可以對聲卡進行控制，設置采樣頻率和聲道數(shù)目等。 主控制器設計與實現(xiàn) 主控制器是本系統(tǒng)的心臟，連接 CPU 卡讀卡器、打印機、語音控制器，并通 過分線器連接呼叫器和 LED 窗口顯示屏。 主控制器功能： 主控制器負責將各硬件設備與服務器 PC 相連， 并控制其數(shù)據(jù)通信。在主控制器中有一個 POLLING 程序， POLLING 子程序用來依次對每個呼叫器進行輪流檢測，以確定是否要呼叫、轉移等，如果有則進行相應處理，如果沒有則對下一個呼叫器進行查詢，然后將處理數(shù)據(jù)傳送給相應呼叫器，并將相應數(shù)據(jù)顯示在 LED 窗口顯示屏上，另外主控制器還負責將數(shù)據(jù)傳輸給打印機和語音控制器。 太原科技大學華科學院畢業(yè)論文（論文） 17 主控制器設計： 主控制器與呼叫器采用 RS485 通訊，與打印機、 CPU 卡讀卡器采用 RS232 通訊協(xié)議，與液晶采用并口通訊，與存儲器采用 IIC 通訊協(xié)議，采用總線集中供電（ DC+15）防止過流過壓保護，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：整個系統(tǒng)的控制中心，完成管理系統(tǒng)的取號、發(fā)號、打印、并驅(qū)動顯示、與呼叫器通信、語音提示和數(shù)據(jù)存儲等功能。 2. 語音芯片 1420P 功能：當呼叫器要求取一個號，或要求進行重呼時，主控制器則控制語音芯片進行語音呼叫。 3. 24C256 功能：對排隊機中用到的數(shù)據(jù)進行存儲。比如所排的號及時間、取出的號及時間，以及所轉移的號。 4 液晶顯示器 功能：顯示當前的時間及取號的提示信息；如果到了下班時間，則顯示停 止取號的提示信息。 第 5 章 系統(tǒng)構建與移植 太原科技大學華科學院畢業(yè)論文（論文） 18 排隊服務器主機軟件設計 基于 S3C2440 的 Linux 系統(tǒng)移植： (1)嵌入式 Linux 特點 Linux 從最開始就是一個開放的系統(tǒng)，并且始終遵循著源代碼開放的原則，它是一個成熟而穩(wěn)定的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)，作為嵌入式操作系統(tǒng)有如下優(yōu)勢 : ①低成本開發(fā)系統(tǒng)。 Linux 的源碼開放性允許任何人可以獲取并修改 Linux的源碼，這也提高了開發(fā)產(chǎn)品的效率。 ②應用于多種硬件平臺。 Linux 可支持多種處理器架構，并且已被移植到多種硬件平臺。 Linux 采用一個統(tǒng)一的框架對硬 件進行管理，同時從一個硬件平臺到另一個硬件平臺的改動與上層應用無關。 ③定制的內(nèi)核。 Linux 具有獨特的內(nèi)核模塊機制，可以根據(jù)嵌入式設備的個性需要量體裁衣，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、高效和穩(wěn)定，能夠充分發(fā)揮硬件的功能，對比其他操作系統(tǒng)，它占用資源更少，運行更加穩(wěn)定，速度更快。 ⑤良好的網(wǎng)絡支持。 Linux 的內(nèi)核結構在網(wǎng)絡方面是非常完整的，提供了對包括十兆位、百兆位以及千兆位的以太網(wǎng)，還有無線網(wǎng)絡和光纖等的支持，這對越來越依賴于網(wǎng)絡的嵌入式設備來說無疑是很好的 選擇。 (2)基于 S3C2440 的 Linux 系統(tǒng)移植 基于 S3C2440 的 Linux 系統(tǒng)移植技術比較成熟，只需做好以下幾個工作 : ①在宿主機 (即 PC 機 )上搭建交叉編譯開發(fā)環(huán)境，完成安裝交叉編譯器并進行相應的配置 。 ②設計并實現(xiàn)系統(tǒng)啟動的引導程序 Boot loader，為最終調(diào)用系統(tǒng)內(nèi)核做好準備 。 ③配置、編譯 Linux 內(nèi)核并進行移植 。 太原科技大學華科學院畢業(yè)論文（論文） 19 ④加載現(xiàn)有文件系統(tǒng)到目標板上。 內(nèi)核移植 配置內(nèi)核參數(shù) 進入 內(nèi)核主目錄，通過以下命令將 2410 的默認配置文件寫到當前目 錄下的 .config。 S3C2410 的配置和 S3C2440 差不多，在這基礎上進行修改。 make s3c2410_defconfig 配置內(nèi)核模塊的功能，有幾種方式可以進行界面選擇： make menuconfig（文本選單的配置方式，在有字符終端下才能使用） make xconfig（圖形窗口模式的配置方式，圖形窗口的配置比較直觀，必須支持 Windows 下才能使用） make oldconfig（文本配置方式，在原內(nèi)核配置的基礎修改時使用） 這里使用 make menuconfig 命令。 [*]Enable loadable module support [*]Forced module loading [*]Module unloading System Type S3C2410 Machines [*]SMDK2410/A9M2410 選上 其余不選 S3C2440 Machines [*]SMDK2440 [*]SMDK2440 with S3C2440 CPU module，其余不選 其余的 Machines 下選項全部不選（如 2400， 2412， 2442， 2443） Kernel Features [*]Use the ARM EABI to pile the kernel 注：由于所使用的的交叉編譯 是符合 EABI 標準交叉編譯器，對于浮點運行會預設硬浮點運算 FPA(Float Point Architecture)，而沒有 FPA 的 CPU，比如 SAMSUNG S3C2410/S3C2440，會使用 FPE(Float Point Emulation 即軟浮點 ) ，這樣在速度上就會遇到極大的限制，使用太原科技大學華科學院畢業(yè)論文（論文） 20 EABI(Embedded Application Binary Interface)則可以對此改善處理， ARM EABI 有許多革新之處，其中最突出的改進就是 Float Point Performance，它使用 Vector Float Point(矢量浮點 )，因此可以極大提高涉及到浮點運算的程序。 參考： Boot options? noinitrd root=/dev/mtdblock2 init=/linuxrc co