【正文】 的天然缺陷。 由于智能手機結合了強大的硬件運行能力以及開放的軟件操作系統(tǒng)，因此無論是娛樂還是商務應用，智能手機的功能都能夠在強大的第三方軟件的支持下獲得無限的擴展。 本課題研究的主要內容 基于 Linux 下智能手機的設計 3 通過對本系統(tǒng)的分析研究，明確了本次設計的主要任務有以下幾點： (1)根據設計任務書的要求，完成手機控制 系統(tǒng)的構建。 (3)對手機硬件平臺的設計和構建 ，并對其進行深入的探討。 (5)完成設計說明書。 (2)觸摸屏輸入功能，可輸入數(shù)字，字母，漢子等信息。 (4)具有菜單控制功能，使用觸摸屏控制菜單 的選擇。 (5)支持中國移動和中國聯(lián)通兩個運營商 。 基帶處理器實現(xiàn)目前手機所做的呼叫 /接聽、數(shù)據傳輸?shù)然镜耐ㄐ殴δ?，應用處理器專用于處理高負荷的多媒體應用。模塊化的架構可以利用現(xiàn)有手機上的成 熟方案，對現(xiàn)有手機上的大部分代碼和電路只需稍加修改就可重復使用，工程師可以集中精力開發(fā)新的多媒體應用功能，從而縮短整個開發(fā)時間，降低開發(fā)成本。 S3C2440 的 特點： (1)具有 PLL 時鐘發(fā)生器，主頻最高可達 533M。 基于 Linux 下智能手機的設計 5 (3)存儲器支持 、 、 、 。 (5)s3c2440 為單機器周期執(zhí)行指令集。 內核結構： 采用 ARM920T 內核，具有 16KB 指令 Cache、 16KB 數(shù)據 Cache 和存儲器管理單元 MMU，指令高速存儲緩沖器 (ICache)，數(shù)據高速存儲緩沖器 (Dcache)提高指令執(zhí)行效率及數(shù)據存儲效率，減少主存帶寬和響應性帶來的影響，加強的 ARM 體系結構 MMU，用于支持 winCE、 Linux 等操作系統(tǒng)，內部高級微控制總線 (AMBA)體系結構 。 S3C2440 的存儲器管理器提供訪問外部存儲器的所有控制信號。 總共有 8 個存儲器 bank(bank0—bank7)，其中 bank0bank5 為固定 128MB， bank6 和 bank7 的容量可編程改變，可以是 1 3 6 128MB，最大共1GB。 8 個存儲器 bank： bank0bank5： SRAM、 ROM(NOR FLASH)。 s3c2440 支持兩種啟動方式： NOR FLASH 啟動，即代碼直接寫入 NOR FLASH，運行時直接在 NOR FLASH上運行。 GPRS模組介紹 基于 Linux 下智能手機的設計 6 在這個智能手機 系統(tǒng)中的基帶處理芯片 SIM900是雙頻 GSM模塊， 利用無線移動網絡實現(xiàn)語音傳輸和點對點數(shù)據傳輸。該無線收發(fā)模塊將作為一個通信子系統(tǒng)，與應用系統(tǒng)相互獨立存在。音頻芯片主要實現(xiàn) MP3播放，錄音等音頻功能，攝像頭模塊實現(xiàn)數(shù)碼拍照、攝像的功能， SD/MMC卡接口可以實現(xiàn)手機存儲擴展功能， USB接口可以實現(xiàn)手機與計算機 的數(shù)據傳輸 [5]。 GPRS 模組使用標準串口與主控制器進行通訊。或者用戶可以通過模組上的 RS232 接口和 PC 機直接相連接使用。 (2)遠程數(shù)據采集系統(tǒng)。 GPRS 模組需通過 J4 的電源開關信號（ PWRKEY）輸入引腳向 GPRS 模組輸入如圖 22 所示的上電時序 GPRS 才能被啟動，啟動后 GPRS 的信號指示燈會閃爍。 P o w e r O N 1 5 0 0 m sO N 圖 22 GPRS 模組啟動時序圖 GPRS 模組啟動之后，即可通過 UART 接口發(fā)送 AT 指令來控制語音或數(shù)據收發(fā) 。 基于 Linux 下智能手機的設計 7 J5 JP1 圖 23 GPRS 模組跳線配置 圖 24 手機硬件系統(tǒng)框圖 Linux操作系統(tǒng) 喇叭 /聽筒 /受話器 無線通信模塊 SIM300 SIM卡 應用處理器 S3c2440 音頻芯片 SD/MMC卡 攝像頭模塊 LCD 和觸摸屏模塊 Flash and SDRAM 電源管理芯片 UART串口 應用程序子系統(tǒng) 通信子系統(tǒng) 基于 Linux 下智能手機的設計 8 Linux操作系統(tǒng)作為一種多任務、穩(wěn)定可靠、內核可裁減的系統(tǒng)、是開發(fā)嵌入式軟硬件產片的優(yōu)秀軟件平臺。通常它是在標準 Linux的基礎上針對嵌入式系統(tǒng)進行剪裁和優(yōu)化后形成的。這將大大減少開發(fā)商的成本，更具市場競爭力。 Linux作為一個嵌入式操作系統(tǒng)具有許多的優(yōu)點： (1)可運行于多種硬件平臺 Linux符合 IEEE ，使應用程序具有較好的可移植性。目前 Li nux內核支持 Interx86， Motorola/IBM PowerPC， S390等處理器體系結構。隨著 Linux越來越廣泛地應用于嵌入式領域，它所支持的嵌入式微處理器必定會進 一 步增加。一般來說，經過適當剪裁后的 Linux內核的啟動部分的目標代碼不到 500KB。也可以利用 Linux實現(xiàn)從網絡啟動，實現(xiàn)網絡無盤圖形工作站。系統(tǒng)運行穩(wěn)定，功能強大，支持多種硬件平臺，應用工具多。 (3)使用成本低 Linux是免費軟件，只要遵守 GPL(GNU General Pubic License)的規(guī)定，就可以免費獲得，并進行開發(fā)和商業(yè)發(fā)行。這一優(yōu)勢是其他嵌入式操作系統(tǒng)無法比擬的。 Linux比標準的 Unix能更加高效的處理網絡協(xié)議，系統(tǒng)地網絡吞吐性 基于 Linux 下智能手機的設計 9 能也非常好，這也是 Linux在網絡服務器市場上占據越來越大市場份額的一個原因。它有一整套的網絡協(xié)議模塊。 Linux的網絡功能十分強大，更 重要的是， Linux的網絡功能和協(xié)議是以內核可選的模塊方式提供的，它允許用戶自由地裁減和優(yōu)化。 (6)豐富的開發(fā)技術資源 Linux有一個龐大的支持者群體， 其中許多人都編寫驅動程序和其他的更新程序，并且免費通過 Inter進行共向。 通信方式 手機硬件平臺的 S3C2440屬于片上系統(tǒng)，處理器上具備串口、顯示等外圍接口電路，在本系統(tǒng)中使用 S3C2440的 UART端口，將 GPRS模塊的 RS232的 RXD、 TXD與之相連接。串口驅動完成基本的底層操作，為上層的通信程序提供接口函數(shù)。 UART 之間以全雙工方式傳輸數(shù)據，最精簡的連線方法只有三根線： TX 用于發(fā)送數(shù)據， RX 用于接收數(shù)據， GND 用于給雙方提供參考電平如圖 25 所示。 開始 位 ：先發(fā)出一個邏輯 ‖0‖的 信號，表示傳輸字符的開始。資料位的個數(shù)可以是 8 等，構成一個 基于 Linux 下智能手機的設計 10 字符。從最低位開始傳送，靠時鐘定位。 停止位 ：它是一個字符數(shù)據的結束標志。 由于數(shù)據是在傳輸線上定時的，并且每一個設備有其自己的時鐘，很可能在通信中兩臺設備間出現(xiàn)了小小的不同步。適用于停止位的位數(shù)越多，不同時鐘同步的容忍程度越大，但是數(shù)據傳輸率同時也越慢。 波特 率：是衡量資料傳送速率的指針。例如資料傳送速率為 120 字符 /秒，而每一個字符為 10 位，則其傳送的波特率為 10120=1200位 /秒 =1200 波特 。用戶可以通過 AT 命令進行呼叫、短信、電話本、數(shù)據業(yè)務、補充業(yè)務、傳真等方面的控制。 表 1 常用 AT 命令 命令 命令格式 功能描述 AT AT 測試連接是否正常。 AT+CMGF=? AT+ CMGF =[mode] 設置短消息格式。 AT+CLVL=? AT+CLVL=level 喇叭音量調節(jié)。 ATD ATD[n][mgsm][。 ATH ATH[0] 呼叫掛起。 AT+VTS=? AT+VTS=tone 發(fā)送 DTMF 撥號音。 AT+CMGR=? AT+CMGR=index[,mode] 讀取短消息。 AT 命令以換行符作為指令的結束標志，因此在編程發(fā)送 AT 命令控制 GPRS 模組時，發(fā)送每條命令后還需要發(fā)送 ?\r\n‘標志命令結束 [13]。 (2) ATA 呼叫應答 當命令收到呼叫來電信號時向用戶發(fā)送 RING 然后等待用戶應答呼叫 。 表 2 應答模式 響 應 RING 有來電 命 令 ATA 應答此來電 響 應 OK 接受呼叫 命 令 ATH 掛斷電話 響 應 NO CARRIER 電話已切斷 (3) AT+CPBR 讀取電話本 該命令返回用 AT+CPBS 命令選擇的存儲區(qū)一定范圍內的記錄。 表 3 讀取電話本方式 命 令 AT+CPBR=? 檢測命 令 響 應 +CPBR: (150), 20,10 OK 有 50 個存儲位置電話號碼最長 20 位相關信息最多 10 個字符 命 令 AT+CPBR=12,14 讀取位置 1214 的記錄 響 應 +CPBR : 12,112,129,Emergency +CPBR : 13,+331290909,145, Fred +CPBR :14, 0146290808,129, Zazi OK 顯示記錄位置號號碼號碼類型相關信息 命 令 AT+CPBR=10 讀取記錄 10 響 應 +CPBR :10,0146290921,129,Ro b OK 顯示記錄 10 命 令 AT+CPBR=52 讀取記錄 52 響 應 +CME ERROR: 21 位置號錯誤 (4) AT+CMGR 讀取短消息 基于 Linux 下智能手機的設計 13 命令格式 : AT+CMGR=index 采用 TEXT 方式的響應格式 : +CMGR:stat,oa,[alpha,]scts ,tooa,fo,pid,dcs,sca,tosca,length] data 命 令 :AT+CMGR=1 響 應 :+CMGR: REC UNREAD, 0146290800,98/10/01,18 :22 :11+00, ABCdefGHI OK (5) AT+CMGS 發(fā)送短消息 采用 TEXT 方式的命令格式 : AT+CMGS= da [ ,toda ] text is entered 按 ctrlz 發(fā)送出去 / 按 ESC 取消 . 命 令 : AT+CMGS=+33146290800 Please Call me soon, Fred.ctrlz 響 應 :+CMGS : mr OK 返回給用戶的消息參考值 mr 由模塊分配這個值從 0 開始每發(fā)送一次消息遞增 1 不論是否發(fā)送成功在 0255 之間循環(huán) 。通過結構體 termios 進行設置以設置串口。options, B115200)。= ~(IGNBRK|BRKINT|PARMRK|ISTRIP|IGNCR|ICRNL|IXON)。= ~PARENB。= ~CSTOPB。= ~CSIZE。 /*設置數(shù)據位為 8 位 */ amp。 /*設置本地模式 */ 串口的初始化完成后，通過 Linux 下的 write 和 read 函數(shù)分別進行對串口的讀和寫操作。 /*設置 MIC的通道及增益 */ GPRS_SendCommand(AT+CHFA=1\n)。 /* 設置喇叭的音量為 100*/ GPRS_SendCommand(AT+CMGF=1\n)。 /*開啟來電顯示功能 */ GPRS_SendCommand(AT+CSCS=\UCS2\\n)。 /*支持漢字發(fā)送 */ 手機信號強度的檢測 當手機信號的強度變化時，手機會自動檢測信號的強度然后作相應的變化，信號檢測的函數(shù)在一個主線程內，當信息發(fā)生變化時向串口發(fā)送一個 AT 指令“ AT+CSQ\R\N” ,GPRS 返回的數(shù)據保存在一個隊列當中，然后隊列進行出對操作讀出隊列中的數(shù)據， 代碼如下： 基于 Linux 下智能手機的設計 15 GPRS_SendCommand(AT+CSQ\r\n)。 //buf 為出對的數(shù)組， GPRS 返回的數(shù)據保存在 buf 數(shù)組里面， 返回值的形式為： +CSQ： rssi,ber,第一個參數(shù)是強度，第二個參數(shù)是誤碼率，我們在本程序中只檢測第一個參數(shù)的值就行， buf 里面的數(shù)據是以字符串形式存儲的，我們需要把字符串中表示信息強度的 第一個參數(shù) 轉化成數(shù)字的形式， 表示信號強度的參數(shù)為一個字符或 兩個字符，在我們轉