嵌入式技術(shù)那點(diǎn)事兒(下)

1、智能家庭監(jiān)控系統(tǒng)本系統(tǒng)采用S3C2440處理器，在嵌入式Linux下，通過(guò)局域網(wǎng)（802.11）及無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Zigbee），實(shí)現(xiàn)對(duì)家居的安防監(jiān)控和各種家電控制TE2440DEV智能家居解決方案可定制硬件資源智能家居解決方案可定制硬件資源:中央處理器CPU:三星S3C2440A，主頻400MHz；外部存儲(chǔ)器內(nèi)存：64M字節(jié)；可擴(kuò)展128M、256MNANDFlash：64M字節(jié)（K9F1208，用戶可自己更換為16M、32M或1G的NandFlash）串口兩個(gè)三線異步串行口，波特率高達(dá)115200bps；網(wǎng)絡(luò)接口一個(gè)10M網(wǎng)口，采用CS8900Q3，帶聯(lián)接和傳輸指示燈；一個(gè)100M網(wǎng)口，采

2、用DM9000，帶聯(lián)接和傳輸指示燈；系統(tǒng)原理 紅外通信 GPRS 802.11 ZigBeeZigBee會(huì)獨(dú)霸天下嗎？短距離無(wú)線通信功率對(duì)比我們的ZigBeeCC2430芯片延用了以往CC2420芯片的架構(gòu)在單個(gè)芯片上整合了ZigBee射頻(RF)前端、內(nèi)存和微控制器使用1個(gè)8位MCU（8051），具有128KB可編程閃存和8KB的RAM包含模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)幾個(gè)定時(shí)器（Timer）看門狗定時(shí)器（Watchdogtimer）32kHz晶振的休眠模式定時(shí)器上電復(fù)位電路(PowerOnReset)掉電檢測(cè)電路(Brownoutdetection)21個(gè)可編程I/O引腳CC2430 芯片的主要

3、特點(diǎn)如下：高性能和低功耗的8051 微控制器核。 集成符合IEEE802.15.4 標(biāo)準(zhǔn)的2.4 GHz 的 RF 無(wú)線電收發(fā)機(jī)。 優(yōu)良的無(wú)線接收靈敏度和強(qiáng)大的抗干擾性。 在休眠模式時(shí)僅0.9 A 的流耗，外部的中斷或RTC 能喚醒系統(tǒng);在待機(jī)模式時(shí)少于0.6 A 的流耗，外部的中斷能喚醒系統(tǒng)。 硬件支持CSMA/CA 功能。 較寬的電壓范圍（2.03.6 V）。 數(shù)字化的RSSI/LQI 支持和強(qiáng)大的DMA 功能。 具有電池監(jiān)測(cè)和溫度感測(cè)功能。 集成了14 位模數(shù)轉(zhuǎn)換的ADC。 集成AES 安全協(xié)處理器。 帶有2 個(gè)強(qiáng)大的支持幾組協(xié)議的USART，以及1 個(gè)符合IEEE 802.15.4 規(guī)

4、范的MAC計(jì)時(shí)器，1 個(gè)常規(guī)的16 位計(jì)時(shí)器和2 個(gè)8 位計(jì)時(shí)器。 強(qiáng)大和靈活的開(kāi)發(fā)工具。系統(tǒng)設(shè)計(jì) 友好的人機(jī)界面，交互的圖形界面支持 紅外探測(cè)，即紅外發(fā)送和接收 網(wǎng)絡(luò)通信功能，和Web Server功能，遠(yuǎn)程可以訪問(wèn) 無(wú)線控制家電功能（ZigBee技術(shù)） 煙霧探測(cè)器、煤氣探測(cè)器、溫度和濕度傳感器 視頻監(jiān)控，當(dāng)有外人進(jìn)入（紅外探測(cè)），拍攝照片通過(guò)網(wǎng)絡(luò)給主人 系統(tǒng)報(bào)警，并個(gè)主人短信息硬件設(shè)計(jì)S3C2440處理器和最小系統(tǒng)處理器和最小系統(tǒng)USB接口的無(wú)線網(wǎng)卡接口的無(wú)線網(wǎng)卡LCD顯示器顯示器UART紅外探測(cè)紅外探測(cè)802.11GPRS模塊模塊溫濕度傳感器溫濕度傳感器煤氣探測(cè)煤氣探測(cè)煙霧探測(cè)煙霧探測(cè)U

5、ARTCC2430模塊（模塊（ZigBee）基于基于QT的用戶界面的用戶界面GPIO口口搭建系統(tǒng)Boot loaderOSApp基于基于QT4.5的應(yīng)用的應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)串程序開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)串口類操作口類操作Linux2.6.33內(nèi)核移內(nèi)核移植和文件系統(tǒng)構(gòu)植和文件系統(tǒng)構(gòu)建建U-boot201003移植移植H/WS3C2440處理器處理器設(shè)計(jì)電路板設(shè)計(jì)電路板電路設(shè)計(jì) 工具Cadence 16.0或是或是protel 熟悉熟悉S3C2440 的數(shù)據(jù)手冊(cè)和參考設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)手冊(cè)和參考設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)原則：滿足項(xiàng)目需求，復(fù)合電路設(shè)設(shè)計(jì)原則：滿足項(xiàng)目需求，復(fù)合電路設(shè)計(jì)規(guī)范計(jì)規(guī)范 下面是原理圖的實(shí)例下面是原理圖的實(shí)例完成

6、上面的工作需要的知識(shí) 硬件技術(shù)硬件技術(shù) 數(shù)電/模電技術(shù) 高頻電路技術(shù) 計(jì)算機(jī)組成原理和接口技術(shù) 常用的EDA設(shè)計(jì)工具： Cadence 、protel 99se DXP 、PowerPCB等BootLoader移植 下載最新的U-boot 201003 下載交叉編譯器 配置交叉編譯器gcc-4.3.3完成上邊的工作需要的知識(shí) ARM匯編語(yǔ)言，熟悉ARM指令系統(tǒng) 熟悉一般計(jì)算機(jī)啟動(dòng)過(guò)程 C語(yǔ)言基礎(chǔ)，指針、結(jié)構(gòu)體、數(shù)組和位運(yùn)算Linux2.6.33內(nèi)核移植 下載最新的內(nèi)核版本Linux2.6.33 配置內(nèi)核 編譯內(nèi)核 完成一些簡(jiǎn)單驅(qū)動(dòng)的編寫和修改工作需要的知識(shí) Linux基本操作 內(nèi)核編譯的一般方

7、法 驅(qū)動(dòng)程序的架構(gòu) 能看懂原理圖和數(shù)據(jù)手冊(cè)根文件系統(tǒng) 內(nèi)核掛載的第一個(gè)文件系統(tǒng) 根文件系統(tǒng)上存放有內(nèi)核運(yùn)行的第一個(gè)初始化程序init、命令、設(shè)備節(jié)點(diǎn)、配置文件以及共享庫(kù)等等 系統(tǒng)中只能有一個(gè)根文件系統(tǒng) 嵌入型linux系統(tǒng)通常用busybox工具集來(lái)構(gòu)建根文件系統(tǒng)，以減小系統(tǒng)體積嵌入式Linux交叉開(kāi)發(fā)環(huán)境硬件基本組成智能家居主控系統(tǒng)智能家居主控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)主機(jī)（Host）目標(biāo)機(jī)（Target）連接介質(zhì)NetworkEthernet RS232 JTAGUSB應(yīng)用軟件設(shè)計(jì) 準(zhǔn)備目標(biāo)機(jī)代碼 從原始供應(yīng)商（OEM）那里得到 開(kāi)源，下載/http:/www.arm

8、..uk///gdb/download/http:/ 搭建arm-linux-gcc交叉編譯環(huán)境 安裝Qt/Embedded linux X86版本用于在PC上開(kāi)發(fā)調(diào)試 配置x86版本命令： # ./configure embedded x86 qvfb ARM版本用于交叉編譯及移植到ARM開(kāi)發(fā)板 配置ARM版本： # ./configure embedded arm xplatform qws/linux-arm-g+ qt-mouse-linuxtp 主程序流程分析為什么需要交叉編譯 背景條件背景條

9、件嵌入式系統(tǒng)硬件資源限制 Mcu 主頻、內(nèi)存 RAM等嵌入式系統(tǒng) MCU 體系結(jié)構(gòu)和指令集不同 ARM，MIPS，POWERPC開(kāi)發(fā)效率 交叉編譯交叉編譯在開(kāi)發(fā)主機(jī)運(yùn)行編譯器編譯內(nèi)核、應(yīng)用，而內(nèi)核和程序要在目標(biāo)機(jī)上運(yùn)行，這個(gè)編譯過(guò)程稱為交叉編譯。 編譯器運(yùn)行在開(kāi)發(fā)主機(jī)（通常是X86體系的PC機(jī)）上，編譯出的代碼是目標(biāo)機(jī)體系結(jié)構(gòu)的，如：ARM。在主機(jī)上除了編譯還可以完成制作根文件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)加工等工作嵌入式linux開(kāi)發(fā)，交叉編譯使用開(kāi)源gnu工具集，gcc等 IntelIntel、AMDAMD、VIAVIA也在采用也在采用 X86X86體系進(jìn)入嵌入式領(lǐng)域體系進(jìn)入嵌入式領(lǐng)域. .總結(jié)我們的工作 了

10、解自己的電路板 移植常用的Bootloader程序，到電路板上 移植操作系統(tǒng)到電路板上 編譯相應(yīng)的庫(kù)文件的支持 構(gòu)建自己的文件系統(tǒng) 移植QT4.5到電路板上 編寫應(yīng)用程序 看得懂電路；逛的了市場(chǎng)；買得起元件，去得了工廠； 會(huì)寫驅(qū)動(dòng)，搞定應(yīng)用；裁剪內(nèi)核，精通系統(tǒng)常見(jiàn)的嵌入式項(xiàng)目 手持媒體播放器 項(xiàng)目背景：手持多媒體媒體播放器，隨時(shí)隨地視聽(tīng)享受 硬件設(shè)計(jì)：選取CPU主頻較高的處理器，或是加入浮點(diǎn)運(yùn)算支持，例如加入EABI支持 系統(tǒng)設(shè)計(jì)：移植新版本的內(nèi)核和大容量存儲(chǔ)設(shè)備驅(qū)動(dòng) 軟件設(shè)計(jì)：移植開(kāi)源的mplayer作為播放器 界面設(shè)計(jì)：QT實(shí)現(xiàn)播放、暫停、停止、快進(jìn)和快退基于RFID技術(shù)的智能讀卡設(shè)備 基于RFID的讀卡設(shè)備 項(xiàng)目背景：手持的RFID讀卡設(shè)備 硬件設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)讀