【導(dǎo)讀】種基于S3C2410汽車防盜系統(tǒng)。料，有利于案件的破獲。本設(shè)計總體分為五大模塊，主控制器模塊、信息采集模。塊(傳感器)、USB、攝像頭模塊、無線通信模塊和圖像壓縮模塊。主控制模塊包括S3C2410、觸摸屏等；信息采集模塊包括傳感器、霍爾傳感器等；汽車CAN總線防盜技術(shù)是將防盜和網(wǎng)絡(luò)有效的聯(lián)系起來，將防盜智能化，盜廣泛運用于汽車上是總線防盜的發(fā)展方向。

　　

【正文】 容。 ◆ 兩個 USB HOST，一個 USB DEVICE（ ）。 ◆ 4 個 PWM 定時器和一個內(nèi)部定時器。 ◆ 看門狗定時器。 專科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 ◆ 117 個通用 I/O。 ◆ 56 個中斷源。 ◆ 24 個外部中斷。 ◆ 電源控制模式：標準、慢速、休眠、掉電。 ◆ 8 通道 10 位 ADC 和觸摸屏接口。 ◆ 帶日歷功能的實時時鐘。 ◆ 芯片內(nèi)置 PLL。 ◆ 設(shè)計用于手持設(shè)備和通用嵌入式系統(tǒng)。 ◆ 16/32 位 RISC 體系結(jié)構(gòu)，使用 ARM920T CPU 核的強大指令集。 ◆ 帶 MMU 的先進的體系結(jié)構(gòu)支持 WinCE、 EPOC3 Linux。 ◆ 指令緩存（ Cache）、數(shù)據(jù)緩存、寫緩存和物理地址 TAG RAM，減小了對主存儲器帶寬和性能的影響。 ◆ ARM920T CPU 支持 ARM 調(diào)試的體系結(jié)構(gòu)。 ◆ 內(nèi)部先進的位控制器總線（ AMBA）（ ， AHB/APB）。 本設(shè)計選用的是三星的 S3C2410 基于 ARM 內(nèi)核，最大工作頻率能達到203MHz，能支持 NAND 閃存啟動，具有更高的性價比。另外， S3C2410 在市場上己有很多成熟的應(yīng)用，因此選用了 S3C2410 作為系統(tǒng)的 CPU。 本設(shè)計運用 S3C410 集成了一個 LCD 控制器 (支持 STN 和 TFT 液晶顯示屏 )、NAND 閃存控制器、 SDRAM 控制器、 3 個通道的 UART、 4 個通道的 DMA、 4 個具有 PWM 功能的計時器和 1 個內(nèi)部時鐘，以及 8 通道的 10 位 ADC。 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US 主機接口、 1 個 USB 設(shè)備接口、 2 個 SPI 接口、 SD 接口。在時鐘方面， S3C2410集成了一個具有日歷功能的 RTC(實時控制 )和具有 PLL 的芯片時鐘發(fā)生器。能產(chǎn)生 200MHz 的工作頻率。這樣的工作頻率能夠使處理器輕松運行Ｗ inCE、 Linux 等操作系統(tǒng)，以及進行較為復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理。本設(shè)計運用它的觸摸屏、 USB 接口等外部接口。 TFT 屏選擇 本設(shè) 計采用 TFT 屏 256 色的調(diào)色板顯示模式 16M 色非調(diào)色板顯示模式 分辯率為 640*480 的 LCD ?？粕厴I(yè)設(shè)計（論文） 23 USB 攝像頭的選擇 cam301p 攝像頭小巧 ,易隱藏 ,非常有特色的產(chǎn)品。本設(shè)計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 ,堅固耐用 ,接上一條 USB 延長線 ,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。 cam301p 式攝像頭的鏡頭采用成熟可靠的雙核 500 萬像素高品質(zhì)解碼芯片 +鎂光 360 方案 ,在針孔頭部鑲嵌著鏡頭 ,這個鏡頭采用的是進口的專業(yè)數(shù)碼相機五玻微凸光學(xué)鏡頭 ,超強濾波 ,效果極佳?？嵬?kaywa 高清晰 500 萬像素 usb 攝像頭設(shè)計獨特 ,采用金屬材質(zhì) ,不怕擠壓碰撞。 微波多普勒傳感器選擇 Agilis 公司多普勒微波傳感器 內(nèi)置的多普勒效應(yīng)收發(fā)機模塊利用 DRO（介質(zhì)諧振振蕩器）和微帶接插天線技術(shù)實現(xiàn)了低電流消耗、高溫穩(wěn)定性、高可靠性和扁平外形。傳感器模塊的體積為 40，重 8 克。 ?？粕厴I(yè)設(shè)計（論文） 24 第 3章 硬件電路 設(shè)計 S3C2410 的 LCD 接口電路 S3C2410 支持 TFT／ STN 型的 LCD，但是不能直接與 LCD 相連，需要接口板驅(qū)動，而本設(shè)計是 LCD 集成了驅(qū)動電路，使得設(shè)計更為方便穩(wěn)定，該 LCD 應(yīng)用了最新的 QVGA 技術(shù)，分辨率是 640*480 像素的液晶輸出方式，使得顯示的像素更高、更清晰。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每層均增加恒定電壓：一個豎直方向 YD、 YU，一個水平方向 XR、XL，總共需 4 根電纜。其特點是：高解析度，高速傳輸反應(yīng)，表面硬度處理，減少擦傷、刮傷及防化學(xué)處理，具有光面及霧面處理，一次校正，穩(wěn)定性高，不漂移通過。 LCD 通過 50 引腳的 插座與 S3C2410 接口電路連接，如圖 所示 。 212223242526272829303132333435363738391234567891011121314151617192018ANAND B0D B1D B2D B3D B4D B5D B6D B7D B8D B9D B1 0D B1 1D B1 2D B1 3D B1 4D B1 5D B1 6D B1 7CACACO MCO MRE S E T/R D/W DRSIO /V CV C CV C CV C 1GNDGNDXLYDXRYUN L D 0N L D 1N L D 2N L D 3N L D 4N L D 5N L D 6N L D 7N L D 8N L D 9N L D 1 0N L D 1 1N L D 1 2N L D 1 3N L D 1 4N L D 1 5N L D 1 6N L D 1 7ADDAKL R S T BL R D BL M RBL P A OL P CCOCN 3 0 0 CN 3 0 0 CN 3 0 0CN 3 0 0CN 3 0 0CN 3 0 0C3 0 1C O M P O N E N T _ 2 圖 LCD 連接電路圖 ?？粕厴I(yè)設(shè)計（論文） 25 觸摸屏 電路 設(shè)計 ADS7843 內(nèi)駐一個多路低導(dǎo)通電阻模擬開關(guān)組成的供電 測量電路網(wǎng)絡(luò)、 12bit 逐次逼近 A/D 轉(zhuǎn)換器和異步串行數(shù)據(jù)輸入輸出 ,ADS7843 根據(jù)微控制器發(fā)來的不同測量命令導(dǎo)通相應(yīng)的模擬開關(guān) ,以便向觸摸屏電極對提供電壓 ,并把相應(yīng)電極上的觸點坐標位置所對應(yīng)的電壓模擬量引入 A/D 轉(zhuǎn)換器 ,圖 1 為 ADS7843 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。 X+、 Y+、 X、 Y為觸摸屏電極模擬電壓輸入 。CS 為 ADS7843 的片選輸入信號 ,低電平有效 。DCLK 接外部時鐘輸入 ,為芯片進行 A/D 轉(zhuǎn)換和異步串行數(shù)據(jù)輸入 /輸出提供時鐘 。DIN 串行數(shù)據(jù)輸入端 ,當 CS 低電平時 ,輸入數(shù)據(jù)在時鐘的上升沿將串行數(shù)據(jù)鎖存 。DOUT 串行數(shù)據(jù)輸出端 ,在時鐘下降沿數(shù)據(jù)由此移位輸出 ,當 CS 為高電平時 ,DOUT 呈高阻態(tài)。 BUSY 為系統(tǒng)忙標志端 ,當 CS 為低電平 ,且 BUSY 為高電平時 ,表示 ADS7843正在進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 。VREF參考電壓輸入端 ,電壓值在 +1V到 +VCC之間變化 。PENIRQ 為筆觸中斷 ,低電平有效 。IN IN4 為輔助 ADC 轉(zhuǎn)換輸入 通道 。+VCC 為電源輸入。 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行 3 次通信 ,第一次微處理器通過異步數(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（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) (最后四位自動補零 ),每次通信需要 8 個時一個 周期 ,完成一次數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換共需 24 個時鐘周期 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 ,它除了 XScale 微內(nèi)核外 ,還集成了許多適用于手持設(shè)備市場需要的外圍設(shè)備。圖 3 為 ADS7843 觸摸屏控制器與PXA255 微處理器的硬件連線示意圖。當屏觸發(fā)生時 ADS7843 向 PXA255 發(fā)出中斷請求 ,由 PXA255 響應(yīng)該中斷請求 ,啟動通信過程 ,讀取 ADS7843 的轉(zhuǎn)換結(jié)果 ,從而得到觸摸點的坐標。 ADS7843 各信號的時序受外部輸入時鐘信號頻率的影響 ,一旦外部輸入時鐘頻率固定 ,各信號的時序便完全確定 ,因此需要配置 PXA255 的接口信號時序 ,使之完 全符合 ADS7843 的時序。 圖 ADS7843 觸摸屏控制器與 PXA255 微處理器的連線示意圖 ?？粕厴I(yè)設(shè)計（論文） 27 霍爾開關(guān)電路 圖 霍爾開關(guān)電路圖 振蕩測試電路 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 通道同時采樣的 A/D 轉(zhuǎn)換器。它的主要特性有：高速 12 位 A/D 轉(zhuǎn)換器；同時采樣 4 個輸入通道，并具有 4 個采樣、保持放大器； 采樣保持獲取時間，每一個通道轉(zhuǎn)換時間 ；可以通過軟件或者硬件的方法選取用于采樣的通道；單電源供電 (+5V)；多個轉(zhuǎn)換電壓范圍；具有高速并行接口，可以與處理器直接連接；低功耗，每通道功耗 90mW；對于每一個模擬輸入通道均有過壓保護電路。 AD7864 4 通道同時工作時，最大采樣率可以高達 130kHz。用了 2 片 AD7864，可以同時采樣 8 路信號，同時監(jiān)測 8 個通道。 通常的機械的轉(zhuǎn)速的范圍在 100～ 30000 轉(zhuǎn) /分，即最高頻率為 500Hz，根據(jù)振動分析儀的采樣需要，每個周期采 128 個點計算，采樣頻率不超過 64kHz， 這樣 ?？粕厴I(yè)設(shè)計（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。 因此采用 AD7864 的 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號 BUSY 的下降沿中斷 CPU，然后由S3C2410 直接讀取 A/D 轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)到內(nèi)存中去。沒有采用外部 RAM 緩存 A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)或用 FIFO 來對數(shù)據(jù)進行緩存，然后再由 CPU 讀取緩存里數(shù)據(jù)的方法。電路的實際測試結(jié)果是采樣頻率小于 100kHz 時，完全可以正確無誤的讀取到采樣后的數(shù)據(jù)，大大的簡化了 A/D 采樣部分的電路設(shè)計及節(jié)省了電路成本。 與 CPU 的接口電路的設(shè)計如圖 所示。 ?？粕厴I(yè)設(shè)計（論文） 29 圖 AD7864 與 S3C2410 的接口設(shè)計 其中 AIN1AIN8 是模擬信號的輸入， DATA0DATA11 是 S3C2410 的數(shù)據(jù)總線的低 12 位， EINT0 接 S3C2410 的外部中斷線的 0 號線， nOE 是 S3C2410 的讀使能信號， AD7864 的片選直接接 S3C2410 的 NGCS NGCS2，對 AD7864 進行讀操作用 BANK BANK2 的首地址，即 0x08000000， 0x10000000。 CONV_START是采樣頻率信號，可以是外部的同步采樣信號，每周期采 128 個點，也可以是內(nèi)部 PWM 電路產(chǎn)生的內(nèi)部非同步采樣信號。 ?？粕厴I(yè)設(shè)計（論文） 30 第 4章 軟件設(shè)計 觸摸屏驅(qū)動流程圖 圖 設(shè)備驅(qū)動在內(nèi)核中的掛接、卸載和系統(tǒng)調(diào)用過程 本設(shè)計中觸摸屏控制器 ADS7843 的中斷輸出通過外部中斷 5 接在中斷控制器上，當觸摸屏上有觸摸事件發(fā)生時，會引發(fā)中斷號為 IRQ_EINT5 的中斷服務(wù)程序s3c2410_isr_tc()。圖 所示為該中斷處理程序的流程圖。 專科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 圖 觸摸屏硬件中斷處理程序流程圖 在 s3c2410_isr_tc()中設(shè)定了定時器的定時時間為 50ms，并立即激活。因此有觸摸屏硬件中斷的情況下 50ms 后就會引發(fā)定時中斷，中斷服務(wù)程序為ts_timer_handler()，這個程序?qū)?現(xiàn)了觸摸屏中斷的下半部，即在過了抖動時間之后如果觸摸屏確實有有效事件發(fā)生則采集觸摸屏坐標，并將定時器的時間重新設(shè)為100ms 并重新激活，這樣做的目的是如果觸摸筆是拖動的情況，以后每 100ms 采集一次坐標值，并存入緩沖區(qū)，如果不是拖動在采集一次坐標值之后，在第二次進入 ts_timer_handler()時，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，并釋放定時器，為下次觸摸屏事件做好準備，定時中斷服務(wù)程序流程圖如圖 所示。 專科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 32 圖 定時中斷服務(wù)程序流程圖 USB 程序設(shè)計 無需設(shè)計復(fù)雜的用戶操作界面。程序的設(shè)計主要集中在攝像頭圖像的采集上。Linux 下進行視頻采集是通過 Video4Linux 驅(qū)動