【正文】 程序的設計主要集中在攝像頭圖像的采集上。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，中斷服務程序為ts_timer_handler()，這個程序實 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)楦唠娖剑蛯⒂|摸屏狀態(tài) 設為 PEN_UP，并釋放定時器，為下次觸摸屏事件做好準備，定時中斷服務程序流程圖如圖 所示。圖 所示為該中斷處理程序的流程圖。 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，也可以是內部 PWM 電路產生的內部非同步采樣信號。 與 CPU 的接口電路的設計如圖 所示。沒有采用外部 RAM 緩存 A/D轉換后的數(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。 通常的機械的轉速的范圍在 100～ 30000 轉 /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。 AD7864 4 通道同時工作時，最大采樣率可以高達 130kHz。 圖 ADS7843 觸摸屏控制器與 PXA255 微處理器的連線示意圖 ?？粕厴I(yè)設計（論文） 27 霍爾開關電路 圖 霍爾開關電路圖 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 轉換器。當屏觸發(fā)生時 ADS7843 向 PXA255 發(fā)出中斷請求 ,由 PXA255 響應該中斷請求 ,啟動通信過程 ,讀取 ADS7843 的轉換結果 ,從而得到觸摸點的坐標。 圖 ADS7843 內部結構 ADS7843 完成一次數(shù)據(jù)轉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 轉換結果數(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)轉換共需 24 個時鐘周期 PXA255 微處理器是 Intel 公司生產的第二代基于 32 位 XScale 微架構的 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 微內核外 ,還集成了許多適用于手持設備市場需要的外圍設備。IN IN4 為輔助 ADC 轉換輸入 通道 。VREF參考電壓輸入端 ,電壓值在 +1V到 +VCC之間變化 。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)。DCLK 接外部時鐘輸入 ,為芯片進行 A/D 轉換和異步串行數(shù)據(jù)輸入 /輸出提供時鐘 。 X+、 Y+、 X、 Y為觸摸屏電極模擬電壓輸入 。 LCD 通過 50 引腳的 插座與 S3C2410 接口電路連接，如圖 所示 。該 LCD 采用 4 線電阻觸摸屏， 4 線電阻模擬量技術的 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。傳感器模塊的體積為 40，重 8 克?？嵬?kaywa 高清晰 500 萬像素 usb 攝像頭設計獨特 ,采用金屬材質 ,不怕擠壓碰撞。本設計選用的這款酷哇迷你針孔式攝像頭 ,可以任意旋轉 ,任意擺放 ,鏡頭鑲嵌在金屬針筒內 ,非常小巧 ,金屬外殼更讓這款攝像頭能適應各種環(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) ,配合相關視頻監(jiān)控軟件的使用 ,讓汽車防盜真正成為可能。本設計運用它的觸摸屏、 USB 接口等外部接口。能產生 200MHz 的工作頻率。 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 設備接口、 2 個 SPI 接口、 SD 接口。另外， S3C2410 在市場上己有很多成熟的應用，因此選用了 S3C2410 作為系統(tǒng)的 CPU。 ◆ 內部先進的位控制器總線（ AMBA）（ ， AHB/APB）。 ◆ 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。 ◆ 16/32 位 RISC 體系結構，使用 ARM920T CPU 核的強大指令集。 ◆ 芯片內置 PLL。 ◆ 8 通道 10 位 ADC 和觸摸屏接口。 ◆ 24 個外部中斷。 ?？粕厴I(yè)設計（論文） 22 ◆ 117 個通用 I/O。 ◆ 4 個 PWM 定時器和一個內部定時器。 ◆ SD 主接口版本 和多媒體卡協(xié)議版本 兼容。 ◆ 4 個帶外部請求線的 DMA。 ◆ 內置外部存儲器控制器（ SDRAM 控制和芯片選擇邏輯）。開發(fā)商可以充分發(fā)揮想象力，設計制造出小體積，高性能的嵌入式應用產品。 S3C2410 處理器最高可運 行在 203MHz。 防盜報警電路元器件的選擇 CPU 的選擇 S3C2410 處理器是 Samsung 公司基于 ARM 公司的 ARM920T 處理器核，采用 制造工藝的 32 位微控制器。通過使用串口，引導裝載程序與主機通信，將內核傳送到目標機的 DRAM 中。 5. make install。 專科生畢業(yè)設計（論文） 21 3. $make zImage，生成一個經過壓縮的內核。 2. $make clean，清除所有己存在的目標文件。網(wǎng)卡的 Memory map要比串口的簡單。 網(wǎng)卡和串口的配 置 內核映像的下載需要用到串口和網(wǎng)卡，必須對串口和網(wǎng)卡驅動進行修改，以保證能夠順利完成移植工作。 操作系統(tǒng) Linux 內核的配置 配置 Linux 內核的步驟如下： 首先，進入系統(tǒng)的源代碼目錄 /，運行 menuconfig 命令，系統(tǒng)就自動進入配置界面。在理論和實踐上實現(xiàn)了對汽車全天候的圖像監(jiān)控。經傳感器采集到的信號送至 MCU ?？粕厴I(yè)設計（論文） 20 處理，超過報警閾值時， MCU 啟動報警；在報警閾值以下則判為干擾信號，不報警。 圖 圖像報警流程 由于傳感器是一種微弱信號檢測設備，很容易受外界因素的影響而導致誤報警，有些 通過用戶的努力是可以避免的；有些從原理上講是不可以避免的，如小動物和電磁波干擾引起的誤報警。該技術中融合了 傳感器 、數(shù)字化處理、攝像與 圖像處理 技術。 霍爾器件組的設計是將多個霍爾器件分布在汽 車的 4 個車門，將車門打開時，霍爾器件會發(fā)出微弱的電信號，然后將每個開關器件的輸出信號送至器件組的局放大處理 多路開關 加速度傳感器 放大處理 采集信息 A/D 轉換 GMO接口 霍爾器件 霍爾器件 霍爾器件 放大處理 放大處理 放大處理 霍爾器件 放大處理 邏輯或 微 波多 普傳 感器 ?？粕厴I(yè)設計（論文） 19 部決策中心進行融合，這里將 4 個車門的警報等級看作相同，可以直接采用硬件進行 “或 ” 運算，得到融合結果送至中央處理模塊。采用數(shù)字信號輸出，在南、北磁極的作用下均能產生霍爾效應：磁極靠近時，開關打開，輸出電平為低；磁極遠離時，開關關閉，輸出電平為高。因此可以利用 ADXL202E同時對車體的振動和傾斜角度進行監(jiān)測。 對車體的振動與傾斜狀況進行測量，可以對竊賊采用拖吊法盜竊車輛以及破壞車體的現(xiàn)象進行預警。 ?？粕厴I(yè)設計（論文） 18 圖 數(shù)據(jù)采集模塊的構成 利用微波多普勒傳感器對入侵范圍進行監(jiān)測 微波多普勒傳感器采用 Agilis 公司的 HB100 微波運動傳感器模塊。 數(shù)據(jù)采集 防盜系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集模塊由微波多普勒傳感器組、振動傳感器組、霍爾器件組和熱釋電紅外傳感器組組成，用于汽車防盜信息的采集以及數(shù)據(jù)的初 步融合處理。兩種視頻同步方式為同步主模式和同步從模式。 ZR36060 的接口分為 3 個部分，分別為視頻接口、代碼 與主機接口和控制接口。它可以方便地實現(xiàn)對視頻信號的實時壓縮／解壓縮。 信息采集 模塊 因為視頻處理芯片 1s 輸出 25 幀圖像 ，一幀 640480 的圖像大約 ，為了緩和存儲器的存儲壓力，圖像必須經過壓縮以提高存取速度。同時，用此模塊實現(xiàn)語音通話功能。 Multimedia devices *Video For Linux Video For Linux [*]V4L information in proc filesystem ?？粕厴I(yè)設計（論文） 17 USB support *USB cam301p Camera support 無線通信模塊 本系統(tǒng)采用 GSM2406 模塊，它接口簡單、使用方便，只需要單一的 電源即可工作。如若沒有信息，應輸入以下命令，將 USB 設備文件手動掛裝到 //proc/bus/usb。例如，為了啟用對 USB 攝像頭的支持，應該啟用 USB Camera support。這個特別的芯片與插入系統(tǒng)的 USB 設備進行交互操作，并負責處理允許 USB 設備與系統(tǒng)其他部分通信所必需的所有低層次細節(jié)。選項是 EHCI(對應模塊為 )、 UHCI(對應模塊為 )和 OHCI(對應模塊為 )。 USB 系統(tǒng)的配置 要啟用 USB 系統(tǒng)，首先進入 USB support 一節(jié)并啟用 Support for USB 選項 (對應模塊為 )。最后，通過網(wǎng)絡接口將圖像發(fā)送到 Inter 上。 通過在 USB 接口上外接一個帶 USB 口的攝像頭，將采集到的視頻圖像數(shù)據(jù)放入輸入緩沖區(qū)中。該攝像頭可通過 USB接口直接與主機通信，將采集到的圖像傳輸?shù)街鳈C。本系統(tǒng)采用的攝像頭是市面上比較常見的一款。循環(huán)過程中的每一步都在 8 個時鐘周期 內完成，數(shù)據(jù)的處理嚴格按照時序進行， Y 坐標的采集與 X 坐標類似。 ADS7843 的操作時序如圖 所示。 ADS7843 有多種轉換時序，時序規(guī)定了芯片與設備及 CPU 間是如何配合工作的。否則調用讀取函數(shù) 的進程就要進入睡眠。 (3) 接口函數(shù) s3c2410_ts_read( ) 這個函數(shù)實現(xiàn)的任務是將事件隊列從設備緩存中讀到用戶空間的數(shù)據(jù)緩存中。 在 s3c2410_ts_init()中的另一個重要任務是執(zhí)行接口函數(shù) s3c2410_ts_open()，在這個函數(shù)中初始化緩沖區(qū)的頭尾指針、觸摸屏狀態(tài)變量及觸摸屏事件等待隊列。驅動程序通過 request_irq 函數(shù)注冊并激活一個中斷處理程序，以便處理中斷。所以中斷處理程序的下半部處理函數(shù)采用內核定時器機制，使下半部在中斷發(fā)生 50ms 后再作處理。在 Linux 中下半部的實現(xiàn)有多種機制。中斷處理程序是上半部 ——接收到一個中斷，它就立即開始執(zhí)行，但只做有嚴格時限的工作，例如對接收的中斷進行應答或復位硬件。整個觸摸屏的驅動程序處理比較復雜，而且耗時較長，因而觸摸屏驅動程序不可能在中斷服務程序中 ?？粕厴I(yè)設計（論文） 14 完成。在函數(shù)內部通過 s3c2410_ts_init( )實現(xiàn)模塊 的初始化工作。上面的這種特殊表示方法不是標準 C 的語法，而是 GNU 編譯器的一種特殊擴展，它使用名字進行結構字段的初始化，它的好處體現(xiàn)在結構清晰，易于理解，并且避免了結構發(fā)生變化帶來的許多問題。 MAX_TS_BUF 的值為 16，即在沒有被讀取之前，系統(tǒng)緩沖區(qū)中最多可以存放 16 個筆觸數(shù)據(jù)信息。 lock 使用自旋鎖，自旋鎖是基于共享變量來工作的，函數(shù)可以通過給某個變量設置一個特殊值來獲得鎖。當有好幾個進程都在等待某件事時， Linux 會把這些進程記錄到這個等待隊列。程序中的筆事件隊列是一個環(huán)形結構，當有事件加入時，隊列頭加一，當有事件被取走時，隊列尾加一，當頭尾位置指針一致時讀取筆事件的信息，進程會被安排進入睡眠。 TS_DEV 結構用于記錄觸摸屏運行的各種狀態(tài)， PenStatus 包括 PEN_UP、PEN_DOWN 和 PEN_FLEETING。 TS_RET 結構體中的信息就是驅動程序提供給上層應用程序使用的信息，用來存儲觸摸屏的返回值。 static struct file_operations s3c2410_fops = { owner: THIS_MODULE,