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1、基于S3C2410的个人数字助理的设计物信学院 电科2班 学号：2007103019 姓名：谭健一、 总体设计设计目标：以S3C2410为硬件基础，设计出能够无线上网，移动电话，支持7英寸TFT的LCD触摸屏；支持SD卡、USB接口、IIS音频接口等功能的个人数字助理（PDA）。PDA软硬件平台设计是个嵌入式系统和现代电子技术的综合应用。系统的总体设计主要是按照系统设计的目标来规划系统的功能模块和确定系统的各个组成部分，并说明它们在整个系统中的作用和相互关系。系统的总体结构如下图：应用软件软件平台系统调用操作系统驱动程序BOOTLOADERARM硬件平台S3C2410二、 硬件模块设计PDA硬
2、件平台是课题总体设计思想在硬件方面的具体实现。本章主要肌总体结构和硬件平台的构建两方面来阐述PDA硬件平台设计的思路和方法。31硬件总体结构32硬件平台的构建321 RAM (1)SDRAM简介K4S561632是Samsung公司运用高性能CMOS技术生产的54脚TSOP封装256MBits高速SDRAM，字宽16位，分成4个L-Banks，每个L-Bank包括4 196304个字。S3C2410的存储器控制器S3C2410的存储器控制器提供访问外部存储器所需要的存储器控制信号。S3C2410的存储器控制器具有以下特性：小/大端模式地址空间：每Bank有128MB(总共l GB8Banks)
3、 除Bank0外(1632位宽)，其它Bank都可编程设置位宽总共8个Bank， 7个固定的Bank起始地址，最后个Bank的起始地址是可以调整的，最后两个Bank的大小是可编程的所有Bank的访问周期都是可编程的 总线访问周期可以通过插入外部wait信号来延长支持SDRAM的自刷新和掉电模式(2)S3C2410的RAM存储器连接在本PDA中，使用两片K4S561632组成64MB字宽是32位的RAM存储器。连接图如附件（一）所示：322人机接口PDA硬件平台的人机接口是使用者和PDA进行互动时非常重要的部件，基于PDA的特点设计了采用TFTLCD的输出部件和触摸屏的输入部件。(1)TFTLC
4、D块LCD屏显示图像，不但需要LCD驱动器，还需要有相应的LCD控制器。通常LCD驱动器会以COFCOG的形式与LCD玻璃基板制作在一起，而LCD控制器则有外部电路来实现。而S3C2410内部已经集成了LCD控制器，因此可以很方便地去控制各种类型的LCD屏，例如：STN和TFT屏。(2)触摸屏S3C2410内置1个8信道的10bit模数转换器(ADC)，该ADC能以500KsPS的采样资料将外部的模拟信号转换为10bit分辨率的数字量。同时ADC部分能与CPU的触摸屏控制器协同工作，完成对触摸屏绝对地址的测量。ADC及触摸屏控制器的工作模式如下： ADC普通转换模式(Normal Conver
5、sion Mode)：用来进行一般的ADC转换独立XY轴坐标转换模式(Separate XY Position Conversion Mode)：包含了X轴模式和Y轴模式两种模式：首先进行X轴的坐标转换，等待转换完成后，触摸屏控制器产生相应的中断，然后进行Y轴的坐标转换自动XY轴坐标转换模式(Auto XY Position Cowersion Mode)：自动地进行X轴和Y轴的转换操作，随后产生相应的中断 中断等待模式(Wait For Interrupt Mode)：在系统等待“Pen Down”即触摸屏按下的时候，其实是处于中断等待模式。一旦被按下，实时产生“INT TC”中断信号。每次
6、发生此中断时，X轴和Y轴坐标转换资料都可以从相应的寄存器中读出闲置模式(Standby Mode)：保留为上次转换时的资料TFTLCD的硬件图如附件（二）所示：323 USBUSBl1概述 USB是Universal Serial Bus的简称。它是一种可以同时处理计算机与具有USB接口的多种外设之间通信的电缆总线。这些连接到计算机上的外设共同分享USB的带宽。USB的分时处理机制真正在硬件的意Y_tz实现了计算机外设的即插即用。硬件图如附件（三）所示：324 电源管理本文的PDA采用一节Li+电池(3.6V，lAh)进行供电，系统的供电电压要求主要有：18VS3C2410核电压； 33V-S
7、3C2410外围功能部件、触摸屏、SD卡接口等；5VUSB接口、田盯LCD等；1215V：LCD背光。为此采用Maxim公司的MAX8594电源管理芯片来实现PDA系统的电源管理。MAX8594是完整的电源管理芯片。它包含了小型便携设备所需的全部调节器、输出和电压监视器j只需要少量外部元件。MAX8594采用31V至55V电源供电，空载时消耗46峭的电源电流。它采用微型、24引脚、4mm车4mm薄型QFN封装，可耗散167W功率。该器件工作在-40c至十85的温度范围。硬件图如附件（四）所示：三、 软件设计4.1 WinCE简介微软 Windows CE 是一个开放且多样化的32-位嵌入式操作
8、系统。其设计目的是为符合广泛的智能设备提供自动控制、视听娱乐、行动计算、终端机、资料收集、 资料分享及连网功能等各个应用领域一个稳定、实时及多任务的操作系统。一个典型的Windows CE 嵌入式系统常被订做为达到特定目的,并且需要有一个轻量化及内建能果决反应系统中断的操作系统。Windows CE .NET 目前支持四大系列的CPU架构(ARM, MIPS, SHx, X86)及超过两百种品牌的CPU，也因为轻量化及高度的模块化及客制化，Windows CE .NET 被广泛的应用来设计出各种的设备。4.2.1 WinCE体系结构图1.1 WinCE体系结构如上图所示，Windows CE
9、由下至上包括硬件层、OEM层、操作系统层、应用程序层。硬件是系统运行的平台，应用程序的运行不会和硬件直接打交道，操作系统封装了硬件的接口。操作系统层实现了 Windows CE 作为一个操作系统的主要功能。Windows CE 的进程管理、线程管理、处理机管理、调度、物理内存和虚拟内存管理、文件系统、设备管理等功能的实现都位于这一层OEM 层是逻辑上位于硬件和 Windows CE 操作系统之间的一层硬件相关的代码。它的主要作用是对具体的硬件进行抽象，抽象出统一的接口，然后 Windows CE 内核可以使用这些接口与硬件进行通讯。OEM 层包括 OEM 抽象层、引导程序 Boot Loade
10、r、配置文件和驱动程序四个模块。应用程序位于 Windows CE 层次结构的最顶层。从系统的角度看，每个应用程序都是Windows CE 中的一个单独的进程。通常，应用程序运行在权限较低的处理机状态下。它使用操作系统提供的 API 系统调用与操作系统交互。4.2.2 Platform Builder定制系统运行Platform Builder，并对它进行一系列的设置，目的是为编译WINCE5.0操作系统映像做好准备。点击PB主菜单“File”下的“Manage Catalog Items”菜单项，如下图：图3.2选择菜单如下图所示的Platform Builder里的“SMDK2410.CE
11、C”文件。这是系统中以前安装过的，您必须先删除掉该文件。图3.3选择移除项点选“smdk2410.cec”文件，点击“移除”按钮，出现如下提示信息框： 图3.4 移除原始bsp包点击按钮“Yes”确定移除操作。然后，需要“导入”（Import）新的“SMDK2410.CEC”文件。导入之后，在PB的目录查看器上将会看到“Samsung SMDK2410:ARMV4” 列。构建新的平台和编译，点击PB主菜单“File”下的“New Platform”菜单项，如下图： 图3.5 新建平台将会出现“New Platform Wizard Step 1”框，点击“Next” 按钮，接着出现“New P
12、latform Wizard Step 2”框，您可看到”Name” 的文本编辑框。编写名字，再点击“Next”按钮，接着出现“New Platform Wizard Step 3”框，您可看到“SAMSUNG SMDK2410:ARMV4” 的BSP。点击“SAMSUNG SMDK2410:ARMV4”，再点击“Next”按钮，如下图：图3.6 选择CPU出现“New Platform Wizard Step 4”对话框，在“Available configurations”列表中选择您希望的配置，在”Platform name:”框中输入平台的名称gec2410、再点击“Next”按扭，如
13、下图： 图3.7 选择平台接着点击Finish按钮，其它设置保存默认值。下一步设置平台，点击 PB 的 Platform| Setting 菜单，如下图： 图3.8 设置镜像在弹出的“Platform Settings”设置框的“Build Options”标签页，作如下修改：取消选项Enable CE Target Control Support、取消选项Enable KITL，选中Enable Full Kernel Mode, 选中Enable Eboot Space in Memory,如下图 图3.9 设置设置完成后，点击 Build | Build Platform 开始编译平台
14、图3.10编译编译完成后，就有了SMDK2410 的二进制的image：“nk.bin”和“nk.nb0”，一般而言，这两个文件位于编译平台时生成的文件夹“WINCE500PUBLICPlatformNameRelDirSAMSUNG_SMDK2410_ARMV4Release”。4.2.3 使用Embedded Visual C+编译应用程序 接下来，使用eMbedded Visual C+ 4.0 开发应用程序的一些基本操作。管理项目(Projects)和工作区(Workspaces)使用eMbedded Visual C+，是在工作区Workspace)中开发应用程序。可以同时建立一个项目(project)和工作区(workspace)，或者建立一个工作区(Workspace)，然后再把一个或一个以上的项目加入，接着，就可以去开始组合(汇编)应用程序。建立一个工作区(workspace)后，可以在一个现存的项目和子项目中加入新的项目、新的规划设定。4.3 移动通信模块软件设计举例4.3.1主程序设计图4.1主程序流程图4.3.2触摸屏处理程序设计图4.2触摸屏处理程序设计流程图4.3.3 初始化串口发送及接收程序设计
