本科毕设-中期报告

信息与通信工程学院毕业设计(论文)中期报告

大连民族学院教务处制

中 期 报 告

毕业设计已经进行到了中期阶段，在过去的数周里，我查阅大量的资料，通过视频学习了一些关于嵌入式开发的基本知识，对嵌入式开发有了一定的了解，在此基础之上我又通过不断分析毕设要求，不断提出设计方案，从而不断完善自己的设计思路。目前，本课题已取得了一些进展。首先是自学了以Redhat5为例的linux 相关操作和基于该系统的一些嵌入式编程，同时，我通过多种途径了解并学习了FriendlyARM mini2440开发板上的片上资源和外围接口电路，对该开发板有了初步的认识。其次基本确定了毕设的设计方案。 一、

毕业设计的进展情况

对于毕设我想从我目前学习和掌握的一些知识和设计思路来做报告。其中包括嵌入式系统框图、硬件电路框图、QT 编程、和内核等几个部分进行说明。

(一) 嵌入式系统整体设计框图

嵌入式系统框图由顶层应用程序、文件系统、驱动程序、硬件电路四大部分组成。其中文件系统包括操作系统和根文件系统组成，具体如图2所示：

● 应用程序：这里我们主要是实现一个简单的图形界面所以应用程序是一

个QT 应用程序。

● 文件系统：操作系统我使用的是以Linux 内核为基础的操作系统，根文件

系统使用的是yaffs2。

● 驱动程序：由于使用了3.5寸触摸屏、USB 接口以及DS18B20，所以需要编

写相应的驱动程序。

硬件电路：如图2所示便是本设计的基本硬件框图 (二) 系统总体硬件设计

系统总体硬件设计框图如图1所示，本系统由测温模块、S3C2440控制模块、

显示模块、复位模块和存储模块，这四部分组成，在控制模块的作用下，各模块协调统一的完成工作。各模块的功能如下：

图2 系统总体硬件设计框图

●测温模块：由温度传感器DS18B20构成，对室内温度进行检测，完成对

温度信息的采集。其中使用DS18B20的理由是它是单总线传感器编程简

单而且很常用。

●S3C2440控制模块：S3C2440是一款ARM9系列处理器，功能强大。在嵌

入式开发方面被广泛应用，主要负责各个模块的控制。

●复位模块：该模块已经集成在FriendlyARM mini2440开发板上所以不

再赘述。

●显示模块：主要完成对采集到的温度和当前时间进行数据显示。此处使

用的是3.5寸的触摸屏，而且也是FriendlyARM mini2440开发板滋生

所带。

●存储模块：我们主要使用了U盘作为存储媒质。

1.ARM 控制模块

本系统直接使用mini2440开发板作为平台，它含有丰富接口。比如：主从USB 接口、网卡接口，音频输入输出接口、多个串口、多个可编程I/O口，3.5寸液晶显示触摸屏等等。所以只需要在I/O口加一个DS18B20温度模块就组成了毕设的整个硬件电路部分。

S3C2440采用ARM920T内核，集成如下片上功能：

● 1.2V内核，1.8V/2.5V/3.3V储存器，3.3V扩展I/O，16KB指令Cache

（I-Cache）/16KB数据Cache（D-Cache）

●外部储存控制器（SDRAM控制盒片选逻辑）

●集成LCD专用DMA的LCD控制器（支持最大4K色STN和256K色TFT）

●4路拥有外部请求引脚的DMA控制器

●3路URAT（IrDA1.0，64-Byte Tx FIFO，64Byte Rx FIFO）

●2路SPI

●IIC总线接口（多主支持）

●IIS音频编解码器接口

●AC`97编解码器接口

● 1.0版SD主接口，兼容2.11版MMC接口

●2路USB主机控制/1路USB期间控制（ver1.1）

●4路PWM定时器/1路内部定时器/看门狗定时器

●8路10位ADC和触摸屏接口

●具有日历功能的RTC

●摄像头接口（支持最大4096x4096的输入，2048x2048缩放输入）

●130个通用I/O，24个外部中断源

●电源控制：正常，慢速，空闲，睡眠模式

●带PLL的片上时钟发生器

2.测温模块

测温模块由温度传感器构成，其中，温度传感器DS18B20组成的温度检测电路，完成温度信息的采集。

温度传感器件为美国Dallas公司最新推出的DS18B20 数字式温度传感器，与传统的热敏电阻温度传感器不同，它能够直接读出被测环境温度，使用 DS18B20 可使系统结构更简单，可靠性更高，减小功耗。该芯片在检测点已把被测信号数字化了，因此在单总线上传送的是数字信号，使得系统的抗干扰性好、可靠性高、传输距离远。

系统有如下特点：

（1）单总线接口，只有一根信号线与CPU 连接。

（2）传送串行数据。

（3）温度测量范围从-55℃～+125℃，-10～+85℃时测量精度为±0.5℃完全满足现实需要

（5）短时间内将温度值转化数字量；

（6）现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰，适合于多种环境的现场温度测量.

图3 温度采集电路原理图

3.复位模块

本系统选用的开发板已经含有了复位模块，具体电路如图4所示：

图4 复位电路原理图

4.显示模块：

显示模块我们也是直接使用开发板上自带的3.5寸液晶触摸屏，板上集成4电阻式触摸屏接口，可以直接连接四线电阻触摸屏支持黑白、4级灰度、16级灰度、256色、4096色STN液晶屏，尺寸从3.5 寸到12.1寸，屏幕分辨率可以达到1024x768象素；支持黑白、4级灰度、16级灰度、256色、64K色、真彩色TFT液晶屏，尺寸从3.5寸到12.1寸，屏幕分辨率可以达到1024x768象素；标准配置为统宝 256K色240x320/3.5英寸TFT真彩液晶屏，带触摸屏；

板上引出一个12V电源接口，可以为大尺寸TFT液晶的12V CCFL背光模块

(Inverting)供电。具体电路图参照下图图5所示：

图5 显示电路原理图

5.存储模块

此处我们使用了U盘作为存储的媒质，所以我们也直接使用了开发板上自USB口，此处我们只使用主USB口。如图6所示：

图6 存储模块原理图

(三)关键技术应用

QT编程可谓是本设计的一个关键技术，因为嵌入式开发一般都有较好的人机交互界面，而QT编程是实现人机交互界面的一个关键技术，Qt是事实上的标准 C++ 框架，用于高性能的跨平台软件开发。除了拥有扩展的 C++ 类库以外，Qt 还提供了许多可用来直接快速编写应用程序的工具。此外，Qt 还具有跨平台能力并能提供国际化支持，这一切确保了 Qt 应用程序的市场应用范围极为广泛。

具体的QT编程方法不做介绍我们来看一个QT实例，c++源代码如下：

#include

#include "analogclock.h"

AnalogClock::AnalogClock(QWidget *parent)

: QWidget(parent)

{

QTimer *timer = new QTimer(this);

connect(timer, SIGNAL(timeout()), this, SLOT(update()));

timer->start(1000);

setWindowTitle(tr("Analog Clock"));

resize(200, 200);

}

void AnalogClock::paintEvent(QPaintEvent *)

{

static const QPoint hourHand[3] = {

QPoint(7, 8),

QPoint(-7, 8),

QPoint(0, -40)

};

static const QPoint minuteHand[3] = {

QPoint(7, 8),

QPoint(-7, 8),

QPoint(0, -70)

};

QColor hourColor(127, 0, 127);

QColor minuteColor(0, 127, 127);

int side = qMin(width(), height());

QTime time = QTime::currentTime();

QPainter painter(this);

painter.setRenderHint(QPainter::Antialiasing);

painter.translate(width() / 2, height() / 2);

painter.scale(side / 200.0, side / 200.0);

painter.setPen(Qt::NoPen);

painter.setBrush(hourColor);

painter.save();

painter.rotate(30.0 * ((time.hour() + time.minute() / 60.0)));

painter.drawConvexPolygon(hourHand, 3);

painter.restore();

painter.setPen(hourColor);

for (int i = 0; i < 12; ++i) {

painter.drawLine(88, 0, 96, 0);

painter.rotate(30.0);

}

painter.setPen(Qt::NoPen);

painter.setBrush(minuteColor);

painter.save();

painter.rotate(6.0 * (time.minute() + time.second() / 60.0));

painter.drawConvexPolygon(minuteHand, 3);

通过编译运行我们可以看到如图7所示：

图7 QT实例

二、毕业设计中遇到的问题和解决方法

在硬件选择方面遇到了问题，其中主要DS18B20和开发板电平不兼容的问题，开发板主要工作电平是3.3V，而DS18B20使用5V电源，在传送数据时会发生电平错判的现象。

基于对这一现象的处理，使用一个电平驱动芯片来实现二者之间的电平兼容问题，例如：使用HC2440来做电平驱动。

三、毕业设计剩下的任务

毕业设计的进展情况如以上已经详细叙述，大体完成了硬件电路的总体设计，同时，对各模块的电路设计和主要芯片的选择进行详细分析，并学习了关键技术理论知识。到目前，课题取得了一些实质性的进展。接下来，首先，要完成的任务是QT界面应用程序的编写，硬件驱动编写，内核的裁剪，内核配置，下载调试，之后，进行系统总体的调试，改进；其次，撰写论文并检查论文，修正错误,给出进一步工作的设想，完成论文，准备答辩。

四、总结：

通过自己的努力，毕业设计的方案已经确定，接下来的任务主要就是耐心的调试了，调试成功，那么很快将进行最终论文的撰写阶段，但是，调试往往都是一个很漫长的过程。相信通过这个毕业设计对我四年所学是一个很好的测验。相信这段时间培养的能力将成为我以后的工作打下雄厚的基础。

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