【正文】 用性。然而此類GUI通常無(wú)法滿足嵌入式領(lǐng)域的低成本需求，其體積過(guò)于龐大，即使是緊縮的X Window系統(tǒng)，也需要占用800k字節(jié)以上的存儲(chǔ)空間。該產(chǎn)品在傳輸模式下的亮度達(dá)到100cd/m對(duì)比度達(dá)100：1，提供262,144種色彩，功耗小于365mw，響應(yīng)時(shí)間低于30ms，尺寸為65**4mm，重量為45g，能夠在各種照明條件下利用它來(lái)生動(dòng)地展示圖像和文字信息，從而成為GPS系統(tǒng)、PDA及其它手持設(shè)備的理想選擇[2]。因此在嵌入式系統(tǒng)中開(kāi)發(fā)LCD驅(qū)動(dòng)得以廣泛運(yùn)用。 LCD顯示模塊LCD（液晶顯示）模塊滿足了嵌入式系統(tǒng)日益提高的要求，它可以顯示漢字、字符和圖形，同時(shí)還具有低壓、低功耗、體積小、重量輕和超薄等很多優(yōu)點(diǎn)。這種創(chuàng)新的集成功能可以提高系統(tǒng)的可靠性，降低系統(tǒng)整體成本，實(shí)現(xiàn)外型更加小巧的設(shè)計(jì)。ARM處理器在芯片上直接智能化地集成了各種關(guān)鍵的系統(tǒng)組件，例如LCD控制模塊、USB和內(nèi)存控制器等。ARM處理器專門用于處理娛樂(lè)、教育和商業(yè)設(shè)備。硬件高效、穩(wěn)定也是硬件設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。 系統(tǒng)硬件平臺(tái)架構(gòu)嵌入式抄表系統(tǒng)具有面向信息服務(wù)的特點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)處理能力一直是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，在存儲(chǔ)部分的硬件設(shè)計(jì)中考慮了網(wǎng)絡(luò)接口、IDE接口等等的支持。2． 中間層為數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議層：規(guī)定了用戶層與電表層之間以及相關(guān)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的形式。本地抄表系統(tǒng)主要采用手持式抄表終端，該手持抄表終端里面含有微控制器，配有外設(shè)如鍵盤、液晶顯示屏等人機(jī)交互接口處理工作人員的命令，通過(guò)RS232接口通訊方式與電表進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，并將電表的相關(guān)數(shù)據(jù)顯示在顯示屏上。一方面要求系統(tǒng)能輸出豐富的宜于讀取的信息，另一方面要求人對(duì)機(jī)的信息通道暢通，即要求顯示內(nèi)容切換操作和參數(shù)設(shè)置簡(jiǎn)便，降低對(duì)操作人員知識(shí)要求，盡量實(shí)現(xiàn)“傻瓜型”人機(jī)界面[1]。在設(shè)計(jì)中還從軟件的角度，利用數(shù)據(jù)處理能力，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力、邏輯判斷能力等特長(zhǎng)去開(kāi)發(fā)一些新功能。智能抄表系統(tǒng)之所以能智能地處理問(wèn)題，主要是軟件的功勞。由于采用了微機(jī)系統(tǒng)，使系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)處理，邏輯判斷和信息存儲(chǔ)的功能。主要有：1． 系統(tǒng)生產(chǎn)的可行性，要求裝配調(diào)試，裝配方便；2． 系統(tǒng)銷售的可行性，要求性價(jià)比高，比國(guó)內(nèi)、外同行有競(jìng)爭(zhēng)力；3． 系統(tǒng)應(yīng)用的可行性，要求能適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)各種工作條件，可靠性高，使用操作簡(jiǎn)單，維護(hù)方便。 實(shí)用性原則實(shí)用性是至關(guān)重要的，實(shí)用性是個(gè)綜合性概念，它包括了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)銷售和應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)等諸多環(huán)節(jié)。在實(shí)際使用要求系統(tǒng)具有抗惡工作環(huán)境的能力，無(wú)故障時(shí)間長(zhǎng)。第五部分對(duì)研究工作進(jìn)行歸納和總結(jié)。第三部分介紹了本課題研究需要的基礎(chǔ)知識(shí)：Linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)，包括Linux設(shè)備驅(qū)的分類與特征。 論文結(jié)構(gòu)緒論部分概要介紹了本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題的背景來(lái)源以及研究的意義。電能表數(shù)據(jù)采集終端是前端采集子系統(tǒng)的主要組成部分。為電力計(jì)量計(jì)費(fèi)的準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)操作提供了可靠的技術(shù)保證。電能表數(shù)據(jù)采集終端一般都掛接1～16 路電能表，實(shí)現(xiàn)對(duì)它們的輪流電量采集，將高性能的CPU 處理器和多任務(wù)操作系統(tǒng)應(yīng)用于自動(dòng)抄表系統(tǒng)中，結(jié)合嵌入式操作系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)新型的數(shù)據(jù)采集器，可以大幅度地提高系統(tǒng)整體性能。嵌入式操作系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)小巧、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、穩(wěn)定性高等特點(diǎn)?，F(xiàn)今市場(chǎng)上使用的抄表系統(tǒng)大多采用單片機(jī)為平臺(tái)，具有硬件功能單一，軟件移植性差等缺點(diǎn)，因此不能滿足智能抄表系統(tǒng)多用戶掛接、遠(yuǎn)程信息傳送、遠(yuǎn)程即時(shí)控制、遠(yuǎn)程軟件升級(jí)、實(shí)時(shí)顯示用戶用電信息等需求。為了保證電網(wǎng)安全、正確地商業(yè)化運(yùn)營(yíng),必須有一套計(jì)量精確、功能強(qiáng)大的自動(dòng)抄表系統(tǒng)。s demand for electricity continues to grow, and increasingly in short supply. To ensure network security, the right to mercial operation, we must have a precise measurement, powerful automatic meter reading system. Automatic meter reading system will save a lot of time and manpower, efficient and accurate transmission of information, reduces manual meter reading errors, improve efficiency. Data Collection Terminal is divided into meter reading module, data module, control module, remote upgrade module and so on. This paper introduces the meter collection system design framework, and proposes a design scheme of meter display module by paring the existing embedded GUI. It then presents two foundational prerequisites: the framebuffer LCD driver and special keypad device driver with the ARM9 hardware platform and the embedded Linux software platform. Finally on this basis, we achieve a suitable acquisition interrupted meter industrial applications, graphical user interface.Key words: Embedded Linux；framebuffer；Linux Device Driver；Graphical User Interface目錄 1. 緒論 1 課題背景及來(lái)源 1 課題研究的意義 1 論文結(jié)構(gòu) 1 3 總體設(shè)計(jì)原則 3 可靠性原則 3 實(shí)用性原則 3 智能化原則 3 基于ARM平臺(tái)智能抄表終端 4 智能抄表系統(tǒng)的基本構(gòu)成 4 系統(tǒng)硬件平臺(tái)架構(gòu) 5 LCD顯示模塊 5 嵌入式GUI的發(fā)展現(xiàn)狀 63. Linux設(shè)備驅(qū)動(dòng) 7 Linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)的概念 7 Linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)類別 7 Linux設(shè)備管理 7 framebuffer驅(qū)動(dòng) 8 硬件介紹 8 LCD控制器 8 小鍵盤驅(qū)動(dòng) 11 Linux鍵盤驅(qū)動(dòng)概述 11 小鍵盤硬件描述 12 實(shí)現(xiàn)原理 124．電表終端顯示模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 14 framebuffer驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn) 14 16 實(shí)現(xiàn)顯示設(shè)備的主要操作。最后在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了一個(gè)適合電表采集終端工業(yè)應(yīng)用的圖形用戶界面。本文首先介紹了電表采集系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，并通過(guò)比較現(xiàn)有嵌入式GUI，對(duì)電表采集系統(tǒng)的顯示模塊提出設(shè)計(jì)方案。自動(dòng)抄表系統(tǒng)節(jié)約了大量的人力和時(shí)間，快捷、準(zhǔn)確地傳遞了信息，減少了人工抄表誤差，提高了工作效率，是電力行業(yè)優(yōu)化管理、走向市場(chǎng)的技術(shù)保障。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）設(shè)計(jì)（論文）題目： 基于嵌入式Linux電表采集終端 顯示模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 學(xué)生姓名： 學(xué)生學(xué)號(hào)： 專業(yè)班級(jí)： 指導(dǎo)老師： 系主任（院長(zhǎng)）： 5 月 25 日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 41 頁(yè)基于嵌入式Linux電表采集終端顯示模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)摘要近年來(lái)我國(guó)電力需求不斷增加，供應(yīng)日趨緊張。為了保證電網(wǎng)安全、正確地商業(yè)化運(yùn)營(yíng)，必須有一套計(jì)量精確、功能強(qiáng)大的自動(dòng)抄表系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集終端分為抄表模塊，數(shù)據(jù)顯示模塊，控制模塊，遠(yuǎn)程升級(jí)等。隨后闡述以ARM9為硬件平臺(tái)，嵌入式Linux為軟件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)顯示模塊的兩個(gè)前提條件：基于framebuffer顯示屏驅(qū)動(dòng)和特殊小鍵盤驅(qū)動(dòng)的方法。關(guān)鍵詞：嵌入式Linux；framebuffer；Linux Device Driver；圖形用戶界面The Design and Realization of Display Module of Automatic Meter Reading SystemAbstract In recent years, China39。 16 加載LCD驅(qū)動(dòng) 17 小鍵盤驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn) 17 初始化 17 響應(yīng)按鍵 18 轉(zhuǎn)化按鍵掃描碼 18 通用按鍵處理 18 圖形引擎的設(shè)計(jì) 18 全局變量的定義 18 圖形引擎初始化 19 基本圖元設(shè)計(jì) 19 顯示ASCII碼點(diǎn)陣字符 23 點(diǎn)陣字符 23 定義ASCII碼字模數(shù)組 24 顯示字模 25 窗口顯示設(shè)計(jì) 26 初始化 27 程序邏輯主體 33 釋放資源 36 結(jié)果分析 37 設(shè)備驅(qū)動(dòng) 37 圖形界面 37 創(chuàng)新思想 37總結(jié) 38致謝 39參考文獻(xiàn) 401. 緒論 課題背景及來(lái)源近年來(lái)我國(guó)電力需求不斷增加,供應(yīng)日趨緊張。自動(dòng)抄表系統(tǒng)不僅節(jié)約了大量的人力和時(shí)間,快捷、準(zhǔn)確地傳遞了信息,減少了人工抄表誤差,提高了工作效率,而且也是全面實(shí)現(xiàn)發(fā)、輸、配電網(wǎng)用戶電能量的自動(dòng)采集、分析與計(jì)費(fèi)功能的有效手段,是電力行業(yè)優(yōu)化管理、走向市場(chǎng)的技術(shù)保障。 課題研究的意義后PC 時(shí)代，隨著嵌入式系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，嵌入式操作系統(tǒng)也越來(lái)越受到重視。嵌入式Linux為許多應(yīng)用提供了良好的解決方案，其開(kāi)放的源代碼、強(qiáng)大的技術(shù)支持、良好的可擴(kuò)展性及對(duì)眾多硬件的支持都是它嵌入化的優(yōu)勢(shì)?；谇度胧絃inux 的多任務(wù)機(jī)制，可以在多個(gè)進(jìn)程調(diào)度下實(shí)現(xiàn)對(duì)電表的同時(shí)采集，處理速度大為提高，并且基于高速的處理器，可以連接大容量的SDRAM和FLASH，提高了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。典型的電力自動(dòng)抄表系統(tǒng)主要由前端抄表子系統(tǒng)、通信子系統(tǒng)和中心處理子系統(tǒng)等3 部分組成。數(shù)據(jù)采集終端分為抄表模塊，數(shù)據(jù)顯示模塊，控制模塊，遠(yuǎn)程升級(jí)等。第二部分介紹了抄表系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)原則，以及智能抄表系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能。第四部分首先分析了圖形顯示設(shè)備framebuffer驅(qū)動(dòng)和人際交互設(shè)備特殊鍵盤驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)方法，接著以此為基礎(chǔ)，介紹了構(gòu)建電表采集終端圖形界面的設(shè)計(jì)思路和實(shí)現(xiàn)方法，最后闡述課題的難點(diǎn)、問(wèn)題所在以及創(chuàng)新思想在本設(shè)計(jì)中的體現(xiàn)。 總體設(shè)計(jì)原則 可靠性原則可靠性是智能抄表的基本要求。具體包括以下幾個(gè)方面：1. 電源系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)；2. 結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，不易損壞；3. 電路的硬件及可靠性；4. 軟件的抗干擾和可靠性設(shè)計(jì)；5. 系統(tǒng)故障的自保護(hù)、自檢、自診斷設(shè)計(jì)；6. 元器件與參數(shù)合理選擇，老化篩選和部件、整體測(cè)試。對(duì)于一個(gè)民用產(chǎn)品實(shí)用性是首先必須考慮，否則設(shè)計(jì)得再好，也沒(méi)有市場(chǎng)。 智能化原則智能化是抄表系統(tǒng)最大的特色之一。在設(shè)計(jì)時(shí)，要選擇性能先進(jìn)、滿足功能要求的CPU和足夠容量的存儲(chǔ)器，并提供良好的硬件環(huán)境，這樣智能化才有了基礎(chǔ)。因此智能性原則必須充分發(fā)揮軟件的作用，在設(shè)計(jì)中盡量采用軟件來(lái)代替硬件完成一些功能，特別是數(shù)據(jù)采集過(guò)程的控制，故障的檢測(cè)報(bào)警等。智能另一表現(xiàn)是人機(jī)界面的友好性，要建立良好的人機(jī)界面。 基于ARM平臺(tái)智能抄表終端 智能抄表系統(tǒng)的基本構(gòu)成智能抄表系統(tǒng)根據(jù)數(shù)據(jù)采集方式的不同可以分為本地抄表系統(tǒng)和遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)。智能抄表終端掛接電表PC通訊網(wǎng)絡(luò) 智能抄表系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖1． 下層為掛接電表層：它規(guī)定了計(jì)量?jī)x表的計(jì)量特性、數(shù)據(jù)項(xiàng)以及電氣性能指標(biāo)。3． 最下層為用戶層:它規(guī)定了電表能夠?yàn)橛脩羲峁┑姆?wù)以及客戶端與計(jì)量?jī)x表進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的要求。同時(shí)為保持系統(tǒng)在接口上的可擴(kuò)展性，系統(tǒng)預(yù)留出與網(wǎng)絡(luò)、外部存儲(chǔ)、各種板卡的接口，可使系統(tǒng)在功能上和性能上得到基本保障。本系統(tǒng)采用了基于ARM9系統(tǒng)處理器的嵌入式商業(yè)級(jí)主板。它是信息終端機(jī)、個(gè)人互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)設(shè)備等應(yīng)用的理想處理器解決方案。最高主頻可達(dá)180MHz，同時(shí)功耗極低。為運(yùn)行Linux提供硬件上的支持，在開(kāi)發(fā)板上還集成有64M的SDRAM、16M的串行Flash、以太網(wǎng)接口、串口、顯示接口、I/O接口等。隨著嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，功能也越來(lái)越強(qiáng)大，對(duì)系統(tǒng)中的人機(jī)界面的要求也越來(lái)越高，在應(yīng)用需求的驅(qū)使下，許多工作在Linux下的圖形界面軟件包的開(kāi)發(fā)和移植工作中都涉及到底層LCD驅(qū)動(dòng)的開(kāi)發(fā)問(wèn)題。（transflective）LQ035Q7DB02 TFTLCD顯示模塊。 嵌入式GUI的發(fā)展現(xiàn)狀目前在嵌入式平臺(tái)上可用的GUI產(chǎn)品比較豐富，但大體上可分為如下幾類：1． 各大嵌入式設(shè)備廠商依靠自己的能力開(kāi)發(fā)的專用GUI產(chǎn)品；2． 基于傳統(tǒng)PC平臺(tái)的風(fēng)格和習(xí)慣移植的GUI產(chǎn)品，如Windows CE，QT Embedded，緊縮的X Window系統(tǒng)等；這種GUI往往帶有過(guò)多的PC平臺(tái)痕跡，例如X Window系統(tǒng)本來(lái)是Linux以及其他類UNIX系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)GUI，基于服務(wù)