【導(dǎo)讀】息技術(shù)發(fā)展的新趨勢(shì)。嵌入式系統(tǒng)技術(shù)作為這一趨勢(shì)的核心力量，其產(chǎn)品已經(jīng)廣。泛滲透到工業(yè)控制以及社會(huì)生活的各個(gè)層面，發(fā)揮著重要的作用。在眾多的嵌入式處理器中，ARM處理器以低成本、低功耗和高性能等優(yōu)點(diǎn)，能強(qiáng)大等特點(diǎn)，使得ARM+Linux成為嵌入式系統(tǒng)的一種設(shè)計(jì)趨勢(shì)。的嵌入式開發(fā)平臺(tái)，為嵌入式系統(tǒng)開發(fā)提供一個(gè)方便、功能擴(kuò)展的軟硬件環(huán)境。首先描述了嵌入式打印終端。和軟件平臺(tái)的整體構(gòu)建進(jìn)行了設(shè)計(jì)概述。介紹了三星公司基于ARM9核心的。論文末尾對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)所完成的內(nèi)容進(jìn)行了總結(jié)，并提出了改進(jìn)方法。Keywords：S3C2410；embeddedsystem；Linux；Printerdriver；Application

　　

【正文】 來在嵌入式環(huán)境中進(jìn)行交叉編譯）以及 Busy Box應(yīng)該靜態(tài)編譯還是動(dòng)態(tài)編譯。我們選擇 的是靜態(tài)編譯，這樣可以使其不依懶于函數(shù)庫。在 Busybox Settings?Build Options 選項(xiàng)中，如圖 12 所示： 圖 12 Build Options 接著執(zhí)行 make 命令編譯 BusyBox 二進(jìn)制文件， make install 安裝至根文件系統(tǒng)的目錄中，并將標(biāo)準(zhǔn)的 Linux 命令重定向到 BusyBox 二進(jìn)制文件的符號(hào)鏈接。最后只用 工具便可生成 JFFS2 格式的根文件系統(tǒng)的映像文件，燒寫至Flash 中 。 南華大學(xué)電氣工程學(xué)院課程設(shè)計(jì) 第 19 頁 共 30 頁 5 嵌入式打印終端系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 軟件平臺(tái)采用的是基于 內(nèi)核的嵌入式 Linux 系統(tǒng)。采用的交叉編譯器工具包為 （包含 armlinuxgcc 等）。 微型 打印機(jī)驅(qū)動(dòng)的 設(shè)計(jì) Linux 設(shè)備驅(qū)動(dòng) 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是內(nèi)核與硬件設(shè)備之間的接口。 Linux 有一個(gè)很好的特性：內(nèi)核提供的特性 可在運(yùn)行時(shí)進(jìn)行擴(kuò)展。這意味著當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)并運(yùn)行時(shí)，我們可以向內(nèi)核添加功能 (當(dāng)然也可以移除功能 )?？稍谶\(yùn)行時(shí)添加到內(nèi)核中的代碼被稱為“模塊”。 Linux 內(nèi)核支持好幾種模塊類型 (或者類 )，包括但不限于設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序 。 Linux 系統(tǒng)將 設(shè)備分為 三種基本類型 ， 每個(gè)模塊通常 實(shí)現(xiàn)為其中某一類： 字符 設(shè)備、塊設(shè)備 和網(wǎng)絡(luò) 設(shè)備。 打印驅(qū)動(dòng)的實(shí)現(xiàn) 該系統(tǒng)使用到的微型打印機(jī)屬于字符設(shè)備， 編寫 驅(qū)動(dòng)程序。包括設(shè)備名稱、相關(guān)注冊(cè)、操作函數(shù)的實(shí)現(xiàn)等。 ． 定義設(shè)備名 define DEVICE_NAME weida_printer ． 模塊函數(shù)設(shè)計(jì) 在該系統(tǒng)中，采用模塊化加載驅(qū)動(dòng)程序的方法，因此必須實(shí)現(xiàn)模塊的初始化函數(shù)和卸載函數(shù)。采用 devfs 方式注冊(cè)打印機(jī)。 初始化函數(shù) weida_init 通過 devfs_register()函數(shù)向系統(tǒng)注冊(cè)設(shè)備。 函數(shù)原型 ： devfs_register（ NULL,DEVICE_NAME,DE_VFS_FL_DEFAULT,0,0,S_IFCHR | S_IRUSR | S_IWUSR, amp。weida_printer_fops,NULL）； 其中， DEVICE_NAME 為主設(shè)備名， weida_printer_fops 為定義的一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用來實(shí)現(xiàn)的文件操作，包括 open、 close、 write 等。 ． 初始化打印端口 初始化打印機(jī)第一個(gè)要做的事情就是對(duì) GPIO 口進(jìn)行初始化，初始化函數(shù)如下： 南華大學(xué)電氣工程學(xué)院課程設(shè)計(jì) 第 20 頁 共 30 頁 Static void weida_init(void){ devfs_register()。/*注冊(cè)設(shè)備驅(qū)動(dòng) */ set_gpio_end (WEIDA_STB |GPIO_PULLUP_DIS |GPIO_MODE_OUT)。/*設(shè)置 STB 口 */ write_gpio_bit(WEIDA_STB,1)。 weida_printer_io_port_init()。 /*設(shè)置其他 IO 口，以及賦初值 */} 其中， WEIDA_STB 為連接打印機(jī)選通口初始化為高電平， GPIO_PULL_DIS是設(shè)置是否需要上拉電阻， GPIO_MODE_OUT 設(shè)置 GPIO 口為輸出口。最后使用 module_init(weida_printer_init)。采用模塊方式加載驅(qū)動(dòng)。 ． 接口函數(shù)設(shè)計(jì) Ioctl()函數(shù)主要完成打印機(jī)字體、行距等參數(shù)的設(shè)置，在設(shè)計(jì)過程中必須解決用戶數(shù)據(jù)和內(nèi)核數(shù)據(jù)之間如何傳遞。從 用戶態(tài)讀取數(shù)據(jù)，然后在內(nèi)核態(tài)運(yùn)行，可以使用 copy_from_user 函數(shù)來完成傳遞數(shù)據(jù)。 weida_printer_write()先對(duì)打印機(jī)是否在線，是否忙，是否準(zhǔn)備好做進(jìn)一步的判斷，然后再進(jìn)行打印。在打印的時(shí)候要注意每發(fā)一個(gè)字符要延遲 150 毫秒，因?yàn)槿绻蛴?shù)據(jù)發(fā)得 過快打印機(jī)來不及處理，所以要設(shè)置延時(shí)。 Open/close 函數(shù)打開 /關(guān)閉文件，因?yàn)樵?LINUX 下設(shè)備都是當(dāng)文件來操作的，所以需要 open 和 close 這兩個(gè)接口函數(shù)。 串口 的 設(shè)置 與讀寫 常見的數(shù)據(jù)通信的基本方式可分為并行通信與串行通信兩種。并行通信是指利用多條數(shù)據(jù)傳輸線將一個(gè)資料的各位同時(shí)傳送。它的特點(diǎn)是傳輸速度快，適用于短距離通信。串行通信是指利用一條傳輸線將數(shù)據(jù)一位一位地順序傳送。特點(diǎn)是通信線路簡(jiǎn)單，利用簡(jiǎn)單的線纜可以實(shí)現(xiàn)通信，降低成本，適用于較遠(yuǎn)距離。 嵌入式打印終端 系統(tǒng) 中使用到的掃描儀是串口 掃描儀，這種掃描儀相對(duì)于USB 接口的掃描儀來說，控制較簡(jiǎn)單，在掃描儀掃描后，可以直接從串口讀取數(shù)據(jù)。 串口的設(shè)置 設(shè)置串口速率函數(shù)： set_speed(int fd,int speed)， 其中 fd?為打印機(jī)的設(shè)備文件，南華大學(xué)電氣工程學(xué)院課程設(shè)計(jì) 第 21 頁 共 30 頁 speed 為速率。 設(shè)置串口參數(shù)： set_parity(int fd,int databits,int stopbits,int parity)， databits 為有多少個(gè)數(shù)據(jù)位， stopbit 為設(shè)置多少個(gè)停止位， parity 為奇偶校驗(yàn)位設(shè)置。設(shè)置串口波特率為 9600，數(shù)據(jù)位為 8 位 ，一位停止位，沒有校驗(yàn)位。 編寫讀取掃描儀數(shù)據(jù)函數(shù) 首先打開設(shè)備文件，該系統(tǒng)中的串口為 2，因此打開函數(shù)為： Open(“/dev/ttyS1”,O_RDWR|O_NONBLOCK|O_NDELAY)。其中， O_RDWR表示可讀可寫， O_NONBLOCK 表示非堵塞模式， O_NDELAY 表示沒有延遲，立即發(fā)出去。 客戶端和服務(wù)器的 socket 編寫 嵌入式打印終端采用 C/S 的模式，把 PC 機(jī)作為服務(wù)器，開發(fā)板作為客戶端，通過以太網(wǎng)連接。客戶端建立一個(gè) socket 連接去尋找 PC 機(jī)上的服務(wù)程序。 PC機(jī)上同時(shí)也運(yùn)行一個(gè) socket 用來 listen 請(qǐng)求和綁定。采用的是 TCP 的連接方式。 主應(yīng)用程序的設(shè)計(jì) 開發(fā)板上的應(yīng)用程序 Main 函數(shù)注冊(cè)兩個(gè)線程 p1 和 p2，兩個(gè)全局?jǐn)?shù)組 c1 和c2。 線程 p1 將從串口讀到的數(shù)據(jù)放入 c1 中，然后 sent socket 直接從 c1 中取走數(shù)據(jù)發(fā)送給服務(wù)器。線程 p2 負(fù)責(zé)將 received socket 數(shù)據(jù)放入 c2 數(shù)組中，然后直接從 c2 取走數(shù)據(jù)交給打印機(jī)去打印。這里對(duì)線程使用了兩個(gè)信號(hào)量，并初始化為： sem_init(amp。sem1,0,1)。sem_init(amp。sem2,0,0)。 兩個(gè)線程的核心代碼如下： Void thread1(void){ 打開串口；設(shè)置串口；建立連接； While(1){ Sem_wait(amp。sem1)。 從串口讀數(shù)據(jù)； 用 clisocket 發(fā)送出去； Sem_post(amp。sem2)。} 南華大學(xué)電氣工程學(xué)院課程設(shè)計(jì) 第 22 頁 共 30 頁 } void thread2(void){ 打開打印機(jī)設(shè)備； While(1){ Sem_wait(amp。sem2)。 接收數(shù)據(jù)；扔給打印機(jī)； sem_post(amp。sem1)。} } 如此可以使兩個(gè)線程得以同步 運(yùn)行，并可以執(zhí)行多次掃描和打印任務(wù)。 南華大學(xué)電氣工程學(xué)院課程設(shè)計(jì) 第 23 頁 共 30 頁 6 總結(jié)與體會(huì) 總結(jié) Linux 的通用性是毋庸置疑的，遵循 POSIX 標(biāo)準(zhǔn)，內(nèi)核經(jīng)過適當(dāng)?shù)牟眉簟⒁浦?，即可用于如工業(yè)監(jiān)控設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備和 PDA 等嵌入式系統(tǒng)中。本文討論設(shè)計(jì)了基于 S3C2410 和 Linux 的 嵌入式 打印 終端 系統(tǒng)，主要完成了以下幾項(xiàng)工作 ： 首先，本文對(duì)嵌入式系統(tǒng)的總體情況及其發(fā)展進(jìn)行了概述，確定了系統(tǒng)的軟硬件選型與整體設(shè)計(jì)思路。 其次，對(duì)基于 S3C2410 嵌入式平臺(tái)進(jìn)行了分析與設(shè)計(jì)。重點(diǎn) 介紹了 S3C2410的結(jié)構(gòu)， 并完成了打印機(jī)與 開發(fā)板接口電路 的設(shè)計(jì)。 再次 ，構(gòu)建了嵌入式系統(tǒng)平臺(tái)，完成了 BootLoader、內(nèi)核、文件系統(tǒng)的搭建。完成了 Linux 在目標(biāo)板上的移植。 最后 ，進(jìn)行 了 系統(tǒng)軟件平臺(tái)的設(shè)計(jì)，完成了打印驅(qū)動(dòng)，串口讀寫與應(yīng)用程序 這 三 個(gè)功能模塊的實(shí)現(xiàn)。 體會(huì) 生活就是這樣，汗水預(yù)示著結(jié)果也見證了收獲。勞動(dòng)是人類生存生活永恒不變的話題。經(jīng)過兩周的努力，我的課程設(shè)計(jì)完成了，心里感覺很踏實(shí)。 我這次的設(shè)計(jì)題目是： 基于 ARM9 和 Linux 的嵌入式打印終端系統(tǒng) 。 暑假的時(shí)候我學(xué)了兩個(gè)月 ARM7TDMI，說實(shí)話，經(jīng)過兩個(gè)月的學(xué)習(xí)，感覺自己的 C 語言編程能力提高 了不少。但 開學(xué)后，自己慢慢放松了對(duì) ARM 的學(xué)習(xí)，所以沒過多久感覺知識(shí)都忘得差不多了。直到這次課程設(shè)計(jì)，我才意識(shí)到：既然自己有了那么一點(diǎn)點(diǎn)基礎(chǔ)，那么就不應(yīng)該放棄繼續(xù)學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，否則就前功盡棄了。所以在動(dòng)手做這次設(shè)計(jì)之前，我認(rèn)真地翻了一下以前的筆記，我想認(rèn)認(rèn)真真地做這次的ARM 課程設(shè)計(jì)，并以這次設(shè)計(jì)為我繼續(xù)學(xué)習(xí) ARM 的開端。 通過這次的課程設(shè)計(jì)使我明白了：原來自己的知識(shí)還很欠缺，要學(xué)習(xí)的東西太多太多了。以前總是覺得自己的成績(jī)好，什么都懂，什么都會(huì)，有點(diǎn)眼高手低。通過這次課程設(shè)計(jì)，我真正地體會(huì)了學(xué)無止境的道理。我 們每一個(gè)人都永遠(yuǎn)不能滿足于現(xiàn)有的成績(jī)。人生就象在爬山，一座山峰的后面還有更高的山峰在等著你。南華大學(xué)電氣工程學(xué)院課程設(shè)計(jì) 第 24 頁 共 30 頁 學(xué)習(xí)也是如此，它是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過程，無論是在剩下的大學(xué)生活中，還是畢業(yè)參加工作以后我都應(yīng)該不斷地努力學(xué)習(xí)，來拓寬自己的知識(shí)面，提升自己的綜合素質(zhì)。 同時(shí)這次的課程設(shè)計(jì)也讓我悟出一個(gè)道理：知識(shí)必須通過應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值！有些東西以為學(xué)會(huì) 了，但真正到用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會(huì)用的時(shí)候才是真的學(xué)會(huì)了。 在此 ,我 要感謝我的指導(dǎo)老師 黃智偉教授 ，因?yàn)槭?黃教授 讓我 把暑假學(xué)的ARM7TDMI 知識(shí)重拾了不少，并 接 觸到 了 Linux 操作系統(tǒng) 。 雖然 程序不是自己編寫的，但不管怎么說，認(rèn)真地讀了一遍別人的程序也是有收獲的。 是啊， 挫折是一份財(cái)富，經(jīng)歷是一份擁有 。我想 這次 的 課程設(shè)計(jì)必將成為我人生旅途上 的一個(gè)美好的回憶 ！ 南華大學(xué)電氣工程學(xué)院課程設(shè)計(jì) 第 25 頁 共 30 頁 參考文獻(xiàn) １ . 孫瓊編著．嵌入式 LINUX 應(yīng)用程序開發(fā)詳解 【 M】．北京：人民郵電出版社，2020． ２ . CORBET J,RUBINI A． LINUX 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序（第三版）【 M】 ， 中國(guó)電力出版社 ， 2020． ３ . 田家林，陳利學(xué)，寇向輝 編著． LINUX 嵌入式操作系統(tǒng)在 ARM 上的移植【 J】微計(jì)算機(jī)信息， 2020． ４ . 黃智偉，鄧月明，王彥編著． ARM9 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教程．北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2020． ５ . 陳賾編著． ARM9 嵌入式技術(shù)及 Linux 高級(jí)實(shí)踐教程．北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2020． ６ . Samsung – 200MHz amp。 266MHz 32Bit RISC Microprocessor USER39。S MANUAL Revision ７ . 徐英慧等編著． ARM9 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì) ――基于 S3C2410 與 Linux．北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2020 ８ . 王田苗編著．嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)例開發(fā)（第 2 版）．北京：清華大學(xué)出版社， 2020