（通信與信息系統(tǒng)專業(yè)論文）基于嵌入式系統(tǒng)的廣播覆蓋效果檢測(cè)記錄裝置的設(shè)計(jì).pdf

碩士論文 基于嵌入式系統(tǒng)的廣播覆蓋效果監(jiān)測(cè)記錄裝置的設(shè)計(jì) 摘要 本文通過(guò)分析國(guó)內(nèi)外廣播覆蓋效果監(jiān)測(cè)記錄裝置的發(fā)展現(xiàn)狀 針對(duì)我國(guó)當(dāng)前 廣播部門的要求和工程實(shí)際問(wèn)題 介紹了一種基于a r m 9 s 3 c 2 4 1 0 x 技術(shù)的新 型廣播覆蓋效果監(jiān)測(cè)記錄裝置 論文介紹了基本的硬件和軟件設(shè)計(jì) 硬件設(shè)計(jì)方面 設(shè)計(jì)了監(jiān)測(cè)記錄儀的嵌入式系統(tǒng)硬件 本論文的嵌入式硬件 環(huán)境 包括c p u 的外圍時(shí)鐘電路 復(fù)位電路 存儲(chǔ)器單元 l c d 模塊 觸摸屏 鍵盤 f l a s h s d r a q 網(wǎng)絡(luò)接口等部分 完成了關(guān)于b o o t l o a d e r 啟動(dòng)代碼的引導(dǎo) 以及l(fā) i n u x 操作系統(tǒng)的移植 并建立嵌入式交叉編譯環(huán)境以及q t e 嵌入式圖形 開發(fā)環(huán)境 為廣播檢測(cè)記錄裝置 創(chuàng)建了一個(gè)良好的嵌入式平臺(tái) 軟件設(shè)計(jì)方面 實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)初始化 實(shí)時(shí)時(shí)鐘及告警時(shí)鐘設(shè)置 l c d 顯示及 觸摸屏控制 a d 轉(zhuǎn)換 故障監(jiān)測(cè) 參數(shù)計(jì)算 q t 的人機(jī)界面顯示 以及利用因 特網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程通信等功能 關(guān)鍵詞 a r m g s 3 c 2 4 1 0 x 嵌入式系統(tǒng) 廣播監(jiān)測(cè) 遠(yuǎn)程通信 碩士論文 基于嵌入式系統(tǒng)的廣播覆蓋效果監(jiān)溉記錄裝置的設(shè)計(jì) b ya n a l y z i n gt h es i t u a t i o n so fi n s p e c t i n ga n dm e m o r i z i n gs y s t e mf o r r a d i oc o v e r a g ee f f e c th o m ea n da b r o a d a i m i n ga tt h ed e m a n do fb r o a d c a s t d e p a r t m e n ta n dt h ep r a c t i c a la p p l i c a t i o n s w ed e s i g n e dt h ee q u i p m e n tf o r r a d i oc o v e r a g ee f f e c tb a s e do na r m 9 3 c 2 4 i o x t h eh a r d w a r ef r a m ea n dt h em e t h o d st oi n s p e c ta n dc a l c u l a t et h e p a r a m e t e r sa r em a i n l yd i s c u s s e di nt h i st h e s i s w i t hr e g a r d st ot h eh a r d w a r ed e s i g n w eh a v ed e v e l o p e dt h ee m b e d d e d s y s t e m t h ee m b e d d e ds y s t e mi nt h i st h e s i si n c l u d ec p u m e m o r yp a r t l c d p a r t t o u c h i n gs c r e e n k e y b o a r d f l a s h s i l i j 蝴a n di n t e r n e ti n t e r f a c ea n ds o o n w eh a v ea l s ol e a dt h e b o o t l o a d e rc o d e p o r tt h el i n u xo p e r a t i n g s y s t e m s e tu pt h ea c r o s st r a n s l a t ea n de d i te n v i r o n m e n t u p b u i l dt h e q t e m b e d d e de m p o l d e ri n t e r f a c e f o u n dae m b e d d e d s y s t e m f o rt h i s e q u i p m e n t w it hr e g a r d st ot h es o f t w a r ed e s i g n w eu s et h ea d v a n c e dc o m p u t e r l a n g u a g ea n dc o m p i l el a n g u a g et oi n i t i a l i z et h es y s t e m s e tt h er e a lt i m e c l o c ka n da l a r mc l o c k c o n t r o lt h el c da n dt o u c h i n gs c r e e n a c h i e v et h ea d t r a n s f o r ma n df a u l ti n s p e c t c a l c u l a t et h ep a r a m e t e r d i s p l a yt h eq t m a n m a c h i n ei n t e r f a c e a n du s et h ei n t e r n e ta g r e e m e n ts 啪 pt oa c h i e v et h e l o n g d i s t a n c ec o m m u n i c a t i o n k e y w o r d s a r m 9 s 3 c 2 4 1 0 x e m b e d d e ds y s t e m b r o a d c a s ti n s p e c t i n g l o n g d i s t a n c ec o m m u n i c a t i o n n 聲明 本學(xué)位論文是我在導(dǎo)師的指導(dǎo)下取得的研究成果 盡我所知 在 本學(xué)位論文中 除了加以標(biāo)注和致謝的部分外 不包含其他人已經(jīng)發(fā) 表或公布過(guò)的研究成果 也不包含我為獲得任何教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W 歷而使用過(guò)的材科 與我一同工作的同事對(duì)本學(xué)位論文做出的貢獻(xiàn)均 已在論文中作了明確的說(shuō)明 研究生簽名 學(xué)位論文使用授權(quán)聲明 南京理工大學(xué)有權(quán)保存本學(xué)位論文的電子和紙質(zhì)文檔 可以借閱 或上網(wǎng)公布本學(xué)位論文的部分或全部?jī)?nèi)容 可以向有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送 交并授權(quán)其保存 借閱或上網(wǎng)公布本學(xué)位論文的部分或全部?jī)?nèi)容 對(duì) 于保密論文 按保密的有關(guān)規(guī)定和程序處理 碩士論文 基于嵌入式系統(tǒng)的廣播覆蓋效果監(jiān)測(cè)記錄裝置的設(shè)計(jì) l 緒論 在人類社會(huì)里 人們離不開信息的傳遞 人類相互之間 以及人類與外界環(huán) 境之間需要不斷地傳遞或交換信息 信息的表現(xiàn)形式多種多樣 但是歸納起來(lái)主 要有三種形式 聲音 圖像 數(shù)據(jù) 傳遞聲音信息的一種重要形式就是廣播 廣播通常是指 通過(guò)無(wú)線電波或者 導(dǎo)線傳送聲音信息的 具有多功能的現(xiàn)代化的信息傳播工具 廣播以其特有的實(shí) 時(shí)聲音傳播方式 自誕生之日起就極大地改變了人們的生活方式 廣播是最早出 現(xiàn)的一種大眾電子傳媒 它的發(fā)展是動(dòng)態(tài)的 是在電子技術(shù)和通信技術(shù)的基礎(chǔ)上 發(fā)展起來(lái)的 它對(duì)人類文明的進(jìn)步與傳播起到了巨大的作用 它的影響力滲透到 社會(huì)生活的方方面面 即便面對(duì)當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)為代表的第四媒體的興起以及報(bào)業(yè)的 復(fù)興 廣播作為一種主流傳媒 依然扮演著舉足輕重的角色 1 1 我國(guó)廣播事業(yè)的現(xiàn)狀以及發(fā)展廣播監(jiān)測(cè)工作的重要性 我國(guó)的廣播事業(yè)已經(jīng)建成了由調(diào)頻廣播 商業(yè)波段8 8 m 1 0 8 m h z 調(diào)幅廣 播 中波5 2 6 k 1 6 0 6 t 旰l z 短波2 3 m 2 6 m h z 等組成的廣播傳輸覆蓋體系 我 國(guó)的社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制 決定了廣播即是黨和政府的喉舌 擔(dān)負(fù)著正確輿論 導(dǎo)向的重大責(zé)任 又是擁有廣泛聽眾和潛在消費(fèi)者的廣告平臺(tái)運(yùn)營(yíng)商 具有政治 產(chǎn)業(yè)雙重屬性 政治屬性要求廣播節(jié)目的播出工作要確保安全 保證黨和國(guó)家的政令暢通 把黨和政府的聲音傳入千家萬(wàn)戶 產(chǎn)業(yè)屬性要求廣播行業(yè)必須根據(jù)聽眾市場(chǎng)的不斷變化和發(fā)展 提高本電臺(tái)廣 播收聽率 吸引更多的聽眾 在各媒體單位的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中贏得更多的廣告業(yè)務(wù) 隨著數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展 廣播電臺(tái)除了大力進(jìn)行播出的數(shù)字化改造 努力提 高節(jié)目?jī)?nèi)容和節(jié)目形式的可聽性外 還希望提高播出信號(hào)的覆蓋面 掌握信號(hào)的 發(fā)射質(zhì)量 然而隨著廣播信號(hào)覆蓋面的擴(kuò)大 電臺(tái)如何及時(shí)了解播出的信號(hào)質(zhì)量 有效的進(jìn)行播出監(jiān)控 成為了各電臺(tái)目前工作中的難點(diǎn) 也是新時(shí)期廣播業(yè)務(wù)發(fā) 展中的一個(gè)新課題 1 2 廣播監(jiān)鍘的概念及作用 廣播電視監(jiān)測(cè)工作是我國(guó)廣播電視事業(yè)的重要的 不可缺少的組成部分 它 對(duì)改善廣播電視傳輸和播出質(zhì)量 核查廣播電視覆蓋效果 維護(hù)廣播電視的空中 電波秩序 維護(hù)網(wǎng)臺(tái)播出秩序 嚴(yán)格保護(hù)并有效利用頻譜資源 加強(qiáng)廣播電視事 碩士論文 基于嵌入式系統(tǒng)的廣播覆蓋效果監(jiān)測(cè)記錄裝置的設(shè)計(jì) 業(yè)管理 保證群眾良好收聽收看等具有重要作用 是各級(jí)廣播電視主管部門和各 級(jí)網(wǎng)臺(tái)進(jìn)行科學(xué)管理的現(xiàn)代化技術(shù)手段 是各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)了解廣播電視播出質(zhì)量和覆 蓋效果 完善廣播電視系統(tǒng)自我監(jiān)督機(jī)制不可缺少的耳目和助手 廣播是一項(xiàng)系統(tǒng)工程 廣播節(jié)耳從采編到錄制 從制作到播出 從傳輸 發(fā) 射到接收 由許多環(huán)節(jié)構(gòu)成 在這諸多的環(huán)節(jié)中 每處都可能出現(xiàn)影響聽覺質(zhì)量 的因素 由于主觀的 客觀的 人為的 外在的各種因素的影響 可能出現(xiàn)播出 差錯(cuò) 造成停 劣播事故 比如 值班員沒(méi)有按時(shí)開機(jī) 節(jié)目沒(méi)有及時(shí)播出去 出現(xiàn)遲播情況 節(jié)目沒(méi)有結(jié)束 雨值班員提前誤關(guān)機(jī) 發(fā)射機(jī)維修之后 高壓未 從假負(fù)載切換到天線 造成信號(hào)沒(méi)有發(fā)射出去等等 類似這樣的情況 播出和發(fā) 射部門都是不易發(fā)覺的 這就需要依靠監(jiān)測(cè)記錄裝置 監(jiān)測(cè)記錄裝置能夠及時(shí) 準(zhǔn)確地反映廣播從播出到接收過(guò)程中出現(xiàn)的故障 反映服務(wù)區(qū)內(nèi)的收聽情況 為 領(lǐng)導(dǎo)和主管部門技術(shù)決策 科學(xué)管理提供可靠依據(jù)和準(zhǔn)確數(shù)據(jù) 1 3 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀 廣播監(jiān)測(cè)技術(shù)不只是單一純粹的技術(shù) 而是為了完成特定的目標(biāo)而采用的若 干技術(shù)的集成應(yīng)用 總的來(lái)說(shuō) 與監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展有關(guān)的主要有電子技術(shù) 計(jì)算 機(jī)技術(shù) 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等等 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展使得遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳遞成為可能 可以預(yù)見 未來(lái)隨著新工藝 新材料的不斷發(fā)展 監(jiān)測(cè)技術(shù)的表現(xiàn)形式將會(huì)出現(xiàn)新的變化 由于國(guó)內(nèi)外廣播行業(yè)在運(yùn)營(yíng)體制 設(shè)備使用等方面均存在較大的差異 因此 監(jiān)測(cè)在國(guó)內(nèi)外的實(shí)際應(yīng)用也是大不相同的 國(guó)外使用設(shè)備自動(dòng)化程度非常高 已 經(jīng)全面進(jìn)入數(shù)字化 網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代 設(shè)備本身往往具備完善的自動(dòng)化遙控 遙測(cè)功 能 再加上市場(chǎng)化運(yùn)作的體系 各媒體只需各自負(fù)責(zé) 不需要第三方的監(jiān)鍘 運(yùn) 行管理中政府介入不多 因此播出運(yùn)行與監(jiān)測(cè)往往是一體的 目前 德國(guó) 美國(guó) 等國(guó)家在此方面做得非常出色 以德國(guó)的德國(guó)之聲的廣播監(jiān)測(cè)工作為例 德國(guó)之聲的工程師經(jīng)過(guò)4 年的研 究 研制出兩套遙測(cè) 遙控監(jiān)聽系統(tǒng) 一種為i c o m 遙測(cè) 遙控監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 另一 種為r a d p h o n e 遙控監(jiān)聽系統(tǒng) 兩種遙測(cè) 遙控監(jiān)測(cè) 監(jiān)聽系統(tǒng)構(gòu)成以德國(guó)之聲 本部為中心輻射世界各地的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò) 如圖1 3 1 所示 2 碩士論文 基于嵌入式系統(tǒng)的廣播覆蓋效果監(jiān)測(cè)記錄裝置的設(shè)計(jì) 北京澳大利亞 圖l3 i 德國(guó)之聲遙測(cè) 遙控監(jiān)測(cè) 監(jiān)聽系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò) 我國(guó)從五十年代起 就開始了廣播監(jiān)測(cè)工作 當(dāng)時(shí) 只局限于部屬的幾個(gè)監(jiān)測(cè) 臺(tái) 主要監(jiān)測(cè)中央直屬發(fā)射臺(tái)的播出質(zhì)量和廣播頻段的頻譜負(fù)荷 各省的監(jiān)測(cè)工 作還沒(méi)有普遍開展起來(lái) 近年來(lái) 隨著廣播事業(yè)的迅速發(fā)展 對(duì)無(wú)線電頻譜的管理和廣播播出質(zhì)量嘲 的監(jiān)測(cè)任務(wù) 越來(lái)越突出地顯示出來(lái) 于是 廣播監(jiān)測(cè)工作開始從無(wú)到有 從小 到大 從簡(jiǎn)陋到完善 從主觀監(jiān)聽監(jiān)看到使用比較先進(jìn)的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)手段 一步 步地發(fā)展起來(lái) 但是 我國(guó)目前的廣播監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)還停留在人工靜態(tài)地測(cè)量 主觀評(píng)價(jià)的階段 各單位設(shè)備使用方面參差不齊 普遍現(xiàn)象是自動(dòng)化程度不高 1 4 本課題的主要研究?jī)?nèi)容及意義 本課題來(lái)源于江蘇省廣播電視監(jiān)測(cè)臺(tái) 它由監(jiān)測(cè)中心和各市 縣的監(jiān)測(cè)站組 成 系統(tǒng)要求能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)廣播的監(jiān)控和信息發(fā)布 并為輔助決策提供必要的條件 廣播監(jiān)測(cè)主要體現(xiàn)為測(cè)量各播出頻段的調(diào)幅度 場(chǎng)強(qiáng)等重要參數(shù) 同時(shí) 需要及 時(shí) 準(zhǔn)確地反映廣播從播出至g 接收過(guò)程中出現(xiàn)的劣播和停播 反映服務(wù)區(qū)內(nèi)的收 聽情況 在出現(xiàn)故障時(shí) 系統(tǒng)還需及時(shí)向轉(zhuǎn)播站反饋 并能根據(jù)遠(yuǎn)程主機(jī)的要求 傳輸其所需的參數(shù) 根據(jù)現(xiàn)代監(jiān)測(cè)記錄裝置存在的問(wèn)題和江蘇廣播電臺(tái)的實(shí)際需要 本論文著重 研究以下內(nèi)容 1 完成基于a r m 9 的廣播檢測(cè)記錄裝置硬件的開發(fā) 2 調(diào)幅廣播主要參數(shù)的采集與計(jì)算實(shí)現(xiàn) 3 利用因特網(wǎng)實(shí)現(xiàn)此廣播監(jiān)測(cè)裝置與遠(yuǎn)程主機(jī)的通信 4 利用q t 開發(fā)此廣播監(jiān)測(cè)裝置的圖形界面 具有多功能 多通道 高精度等特點(diǎn)的廣播監(jiān)測(cè)記錄裝置在國(guó)內(nèi)還處于開發(fā) 3 碩七論文 基于嵌入式系統(tǒng)的廣播覆蓋效果監(jiān)測(cè)記錄裝置的設(shè)計(jì) 研究狀態(tài) 而采用嵌入式技術(shù)的監(jiān)測(cè)記錄裝置在國(guó)外產(chǎn)品中也不多見 本論文運(yùn)用當(dāng)今最熱門的嵌入式系統(tǒng) 在對(duì)廣播監(jiān)測(cè)記錄裝置的工作特點(diǎn)進(jìn) 行深入分析和準(zhǔn)確理解的基礎(chǔ)上 充分考慮監(jiān)測(cè)記錄裝置產(chǎn)品化和產(chǎn)品技術(shù)升級(jí) 空間 提出了采用嵌入式技術(shù)進(jìn)行廣播覆蓋效果監(jiān)測(cè)和與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信的 方案 4 碩士論文基于嵌入式系統(tǒng)的廣播覆蓋效果監(jiān)測(cè)記錄裝置的設(shè)計(jì) 2 監(jiān)測(cè)記錄裝置的設(shè)計(jì)概述 2 1 監(jiān)測(cè)記錄裝置的基本原理 廣播電臺(tái)在和同業(yè)及其它媒體的競(jìng)爭(zhēng)中 覆蓋始終是一個(gè)重要的手段 一個(gè) 龐大的廣播傳輸覆蓋網(wǎng) 需要有 個(gè)高質(zhì)量 高效率的廣播監(jiān)測(cè)網(wǎng) 各電臺(tái)近年 來(lái)發(fā)展為一臺(tái)多專業(yè)頻率的格局 省級(jí)電臺(tái)各專業(yè)頻率的省內(nèi)轉(zhuǎn)播大都由當(dāng)?shù)氐?轉(zhuǎn)播臺(tái)承擔(dān) 雖然轉(zhuǎn)播效果可以通過(guò)在當(dāng)?shù)販y(cè)量場(chǎng)強(qiáng)等指標(biāo)來(lái)了解 但是這只是 一種暫時(shí)的手段 對(duì)于遠(yuǎn)在各地市的本頻率節(jié)目的長(zhǎng)期覆蓋效果 作為省級(jí)廣播 電臺(tái) 目前行之有效的監(jiān)測(cè)辦法還不多 監(jiān)測(cè)臺(tái)也基本只能對(duì)省會(huì)城市的覆蓋效 果做全面的監(jiān)溺 監(jiān)測(cè)區(qū)域十分有限 廣播電臺(tái)的各專業(yè)頻率對(duì)此事都是一籌莫 展 廣播監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研制就是為了解決這一問(wèn)題而提出的 廣播監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分為遠(yuǎn) 程主機(jī)和各監(jiān)測(cè)記錄裝置 廣播監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成如圖2 1 1 所示 監(jiān)測(cè)站 檢測(cè)站 2 1 1 廣播監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成 遠(yuǎn)程主機(jī)實(shí)現(xiàn)與各監(jiān)測(cè)記錄裝置的通信 參數(shù)的記錄與存儲(chǔ)等功能 因此 需要大量的存儲(chǔ)空間和更靈活的人機(jī)接口 一般采用計(jì)算機(jī)與服務(wù)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn) 監(jiān)測(cè)記錄裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)?shù)仉娕_(tái)的監(jiān)測(cè) 與遠(yuǎn)程主機(jī)的通信 本論文主要研究基于嵌入式系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)記錄裝置的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 其核心處理 器采用當(dāng)今最為流行的a r m 處理器 本論文建立了關(guān)于嵌入式系統(tǒng)的軟硬件開發(fā) 環(huán)境 采用收音模塊對(duì)廣播電臺(tái)進(jìn)行接收和預(yù)處理 由a r m 控制a d 對(duì)收音模塊 輸出信號(hào)進(jìn)行采集 并對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理獲取廣播參數(shù) 判斷廣播狀態(tài) 并利用q t 開發(fā)了圖像監(jiān)控界面 實(shí)時(shí)顯示廣播數(shù)據(jù) 利用因特網(wǎng)與遠(yuǎn)程主機(jī)進(jìn) 行通信 根據(jù)遠(yuǎn)程主機(jī)的要求設(shè)置系統(tǒng)的參數(shù)及傳輸相應(yīng)的數(shù)據(jù)給遠(yuǎn)程主機(jī) 達(dá) 到實(shí)時(shí)監(jiān)控的目的 碩士論文 基于嵌入式系統(tǒng)的廣播覆蓋效果監(jiān)測(cè)記錄裝置的設(shè)計(jì) 2 2 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 監(jiān)測(cè)記錄裝置的最主要功能是采集 處理 存貯及通訊 設(shè)計(jì)的要求如下 1 創(chuàng)建嵌入式系統(tǒng)軟硬件開發(fā)平臺(tái)及軟件開發(fā)環(huán)境 2 具有人機(jī)接口部分 基于q t e 開發(fā)出監(jiān)控圖形界面 能夠方便地通過(guò)觸 摸模塊 控制和指示當(dāng)前的工作狀態(tài) 3 具有停播監(jiān)測(cè)記錄功能 當(dāng)監(jiān)測(cè)到某個(gè)電臺(tái)停播時(shí) 可及時(shí)存儲(chǔ)和顯示出 停播電臺(tái)的頻率 類型及停播的起止時(shí)間 4 具有計(jì)算功能 采用嵌入式技術(shù) 接受前端裝置的信號(hào) 可以精確計(jì)算調(diào) 幅度 場(chǎng)強(qiáng)等參數(shù) 調(diào)幅度需要誤差小于6 場(chǎng)強(qiáng)需要誤差小于 l a z 5 能與遠(yuǎn)程主機(jī)通信 將采集和處理的信息向上發(fā)送并接收遠(yuǎn)程主機(jī)的命 令 在監(jiān)測(cè)到電臺(tái)出現(xiàn)停播時(shí) 能夠向遠(yuǎn)程主機(jī)發(fā)起呼叫進(jìn)行報(bào)警 在遠(yuǎn)程主機(jī) 發(fā)起呼叫時(shí) 能夠接收主機(jī)的命令 并進(jìn)行相應(yīng)的操作 2 3 系統(tǒng)的組成 根據(jù)監(jiān)測(cè)記錄裝置的功能 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由五個(gè)部分組成 如圖2 3 1 所示 i 前翥譬霉露笑模k 圈 二今 a r m 9d 人機(jī)接口部分 處理器 d 遠(yuǎn)程通信部分 圖2 3 1 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成 a r m 9 處理器 處理器單元是整個(gè)監(jiān)測(cè)記錄系統(tǒng)的核心 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)與 邏輯控制功能 與上位機(jī)的通信功能 對(duì)數(shù)據(jù)的采集功能以及系統(tǒng)的人機(jī)接口功 能 遠(yuǎn)程通信部分 利用因特網(wǎng) 完成監(jiān)控單元與上位機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸功能 包括 系統(tǒng)有報(bào)警信號(hào)產(chǎn)生時(shí)主動(dòng)向上位機(jī)傳輸報(bào)警信息 響應(yīng)上位機(jī)的呼叫將系統(tǒng)目 前參數(shù)傳輸給上位機(jī)和接收上位機(jī)對(duì)系統(tǒng)設(shè)置參數(shù)的修改 監(jiān)測(cè)單元的人機(jī)接口部分 完成系統(tǒng)數(shù)據(jù)的修改 顯示及系統(tǒng)狀態(tài)的指示 并且利用q t e m b e d e d 創(chuàng)建圖形界面 包括液晶屏及觸摸屏部分 前端通過(guò)收音 采集處理后形成模擬信號(hào) 然后經(jīng)過(guò)a d 轉(zhuǎn)換后在處理器內(nèi) 部完成場(chǎng)強(qiáng) 調(diào)幅度的計(jì)算 計(jì)算結(jié)果通過(guò)人機(jī)接口界面顯示 若發(fā)生停播或劣 播情況時(shí) 則通過(guò)遠(yuǎn)程通信部分報(bào)告給遠(yuǎn)程主機(jī) 6 碩士論文基于嵌入式系統(tǒng)的廣播覆蓋效果監(jiān)測(cè)記錄裝置的設(shè)計(jì) 3 嵌入式系統(tǒng) 3 1 嵌入式系統(tǒng)概述 嵌入式系統(tǒng)是嵌入到對(duì)象體系中的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 以嵌入式計(jì)算機(jī)為核心 的嵌入式系統(tǒng)是繼i t 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之后 又一個(gè)新的技術(shù)發(fā)展方向 i e e e 對(duì)嵌入式 系統(tǒng)的定義為 嵌入式系統(tǒng)是 用于控制 監(jiān)視 或者輔助操作機(jī)器和設(shè)備 國(guó) 內(nèi)普遍認(rèn)同的嵌入式系統(tǒng)定義為 以應(yīng)用為中心 以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ) 軟硬件 可裁剪 適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能 可靠性 成本 體積 功耗等嚴(yán)格要求的專用計(jì) 算機(jī)系統(tǒng) 由于嵌入式系統(tǒng)具有體積小 性能好 功耗低 可靠性高以及面向行業(yè)應(yīng)用 的突出特征 目前已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于軍事國(guó)防 消費(fèi)電子 信息家電 網(wǎng)絡(luò)通信 工業(yè)控制等領(lǐng)域 嵌入式系統(tǒng)可以說(shuō)是無(wú)處不在 無(wú)所不在 就周圍的日常生活 用品而言 各種電子手表 電話 手機(jī) p d a 洗衣機(jī) 電視機(jī) 電飯煲 微波 爐 空調(diào)等都有嵌入式系統(tǒng)的存在 如果說(shuō)我們生活在一個(gè)到處是嵌入式系統(tǒng)的 世界 是毫不夸張的 據(jù)統(tǒng)計(jì) 一般家用汽車的嵌入式計(jì)算機(jī)在2 4 個(gè)以上 豪 華汽車則在6 0 個(gè)以上 據(jù)預(yù)測(cè) 人們?cè)? 0 0 5 年每天接觸的嵌入式計(jì)算機(jī)有望達(dá) 到6 0 0 個(gè)以上 嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用前景是非常廣闊的 人們將會(huì)無(wú)時(shí)無(wú)處不接觸 到嵌入式產(chǎn)品 特別是近年來(lái)的嵌入式無(wú)線i n t e r n e t 的逐漸成熟和廣泛實(shí)用化 無(wú)線i n t e r n e t 的應(yīng)用可能會(huì)發(fā)展到無(wú)所不在 在家中 辦公室 公共場(chǎng)所 可 能會(huì)使用數(shù)十片甚至更多這樣的嵌入式無(wú)線網(wǎng)絡(luò)芯片 將一些電子信息設(shè)備設(shè)置 電氣設(shè)備構(gòu)成無(wú)線網(wǎng)絡(luò) 在車上 旅途中 可以利用這樣的嵌入式無(wú)線電芯片實(shí) 現(xiàn)遠(yuǎn)程辦公 遠(yuǎn)程遙控 真正實(shí)現(xiàn)把網(wǎng)絡(luò)隨身攜帶 3 2 嵌入式系統(tǒng)總體的組成結(jié)構(gòu) 嵌入式系統(tǒng)是專用計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng) 它具有一般計(jì)算機(jī)組成的共性 也是由 硬件和軟件組成的 圖3 2 1 完整的描述了嵌入式系統(tǒng)的軟硬件各部分的組成結(jié) 構(gòu) 嵌入式系統(tǒng)的硬件是嵌入式系統(tǒng)軟件環(huán)境運(yùn)行的基礎(chǔ) 它提供了嵌入式系統(tǒng) 軟件運(yùn)行的物理平臺(tái)和通信接口 嵌入式操作系統(tǒng)和嵌入式應(yīng)用軟件則是整個(gè)系 統(tǒng)的控制核心 控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行 提供人機(jī)交互豹信息等 嵌入式系統(tǒng)的軟 件分為嵌入式操作系統(tǒng)和嵌入式應(yīng)用軟件兩大部分 7 碩士論文 基于嵌入式系統(tǒng)的廣播覆蓋效果監(jiān)測(cè)記錄裝置的設(shè)計(jì) 應(yīng)用層 霎囂寨萎 圖形用戶應(yīng)用程序接口 o s 驅(qū)動(dòng)層 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序 隊(duì)l b s p 軟件 硬件 圖3 2 1嵌入式系統(tǒng)的軟硬件組成 嵌入式系統(tǒng)的硬件構(gòu)架如圖下半部分所示 是以嵌入式處理器為中心 由存 儲(chǔ)器 i l o 設(shè)備 通信模塊以及電源等必要的輔助接口組成 而嵌入式系統(tǒng)是量 身定做的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 在實(shí)際應(yīng)用中嵌入式系統(tǒng)硬件配置非常精簡(jiǎn) 除了微 處理器和基本的外圍電路之外 其余帶你路都可以根據(jù)需要和成本進(jìn)行裁減 嵌入式系統(tǒng)硬件核心是嵌入式微處理器 有時(shí)為了提高系統(tǒng)的信息處理能 力 常外接d s p 和d s p 協(xié)處理器 以完成高性能信號(hào)處理 現(xiàn)在嵌入式設(shè)計(jì)是以處理器 s 0 c s o p c 為核心來(lái)完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)的 其外圍接 口包括存儲(chǔ)設(shè)備 通信設(shè)備 擴(kuò)展設(shè)備接口和輔助的機(jī)電設(shè)備 電源 連接器 傳感器等 構(gòu)成的硬件系統(tǒng) 3 3 嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法 嵌入式系統(tǒng) 3 的設(shè)計(jì)可以分為7 個(gè)階段 產(chǎn)品定義 硬件與軟件劃分 迭代 與實(shí)現(xiàn) 詳細(xì)的硬件與軟件設(shè)計(jì) 硬件與軟件集成 接收測(cè)試和維護(hù)與升級(jí) 其 中 硬件設(shè)計(jì)包括原理圖和p c b 布線兩部分 嵌入式系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)包括 b o o t l o a d e r 設(shè)計(jì) 驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì) 應(yīng)用程序設(shè)計(jì) 8 碩士論文基于嵌入式系統(tǒng)的廣播覆蓋效果監(jiān)測(cè)記錄裝置的設(shè)計(jì) 3 3 1 嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)流程 由于嵌入式系統(tǒng)運(yùn)行于特定的目標(biāo)環(huán)境 該目標(biāo)環(huán)境又面向特定的應(yīng)用領(lǐng) 域 功能比較專一 需要實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能 并且還需要軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì) 系統(tǒng)協(xié)同設(shè)計(jì)的整個(gè)流程從確定系統(tǒng)要求開始 包含系統(tǒng)要求的功能 性能 功耗 成本 可靠性和開發(fā)時(shí)間等 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)必須將硬件 軟件 人力資源等元素結(jié)合起來(lái) 任何一個(gè)嵌 入式產(chǎn)品都是軟 硬件的結(jié)合體 是軟硬件綜合開發(fā)的結(jié)果 這是嵌入式系統(tǒng)開 發(fā)的最大特點(diǎn) 系統(tǒng)開發(fā)的流程如圖3 3 1 1 所示 圖3 3 1 1嵌入式系統(tǒng)開發(fā)流程圖 9 碩士論文 基于嵌入式系統(tǒng)的廣播覆蓋效果監(jiān)測(cè)記錄裝置的設(shè)計(jì) 3 3 2 嵌入式硬件開發(fā)流程 同系統(tǒng)設(shè)計(jì)一樣 在進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)之前 也需要做個(gè)完整可行的計(jì)劃 下面 給出一個(gè)硬件設(shè)計(jì)流程圖3 3 2 1 圈3 3 2 1嵌入式硬件開發(fā)漉程圖 功能定義 完整的功能定義才能使得設(shè)計(jì)的產(chǎn)品滿足要求 是詳細(xì)設(shè)計(jì)的依 據(jù) 原理圖設(shè)計(jì) 是硬件設(shè)計(jì)的中心環(huán)節(jié) 原理圖的設(shè)計(jì)盡量做到以下幾點(diǎn) 1 標(biāo)準(zhǔn)化 選用標(biāo)準(zhǔn)的作圖方式 調(diào)理清楚 可讀性好 便于修改和重復(fù) 利用 2 通用化 避免個(gè)性化的設(shè)計(jì) 運(yùn)用主流的技術(shù)思想 3 模塊化 采用模塊化的思想 做到各功能之間的獨(dú)立性 會(huì)使結(jié)構(gòu)明確 互不影響 在一個(gè)地方出現(xiàn)問(wèn)題不會(huì)導(dǎo)致連鎖反應(yīng) 4 可擴(kuò)展化 進(jìn)行靈活的設(shè)計(jì) 不要過(guò)于死板 多留出一些接口 便于系 i o 碩士論文 基于嵌入式系統(tǒng)的廣播覆蓋效果監(jiān)測(cè)記錄裝置的設(shè)計(jì) 統(tǒng)的功能擴(kuò)展和剪裁 以滿足市場(chǎng)的不同需要 也方便后面的調(diào)試工作 3 3 3 嵌入式軟件開發(fā)流程 由于嵌入式系統(tǒng)是一個(gè)受資源限制的系統(tǒng) 因此直接在嵌入式系統(tǒng)硬件上進(jìn) 行編程顯然是不合理的 在嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過(guò)程中 一般采用的方法是先在通 用p c 機(jī)上編程 然后通過(guò)交叉編譯和鏈接 將程序做成目標(biāo)平臺(tái)上可運(yùn)行的二 進(jìn)制代碼格式 最后將程序下載到目標(biāo)平臺(tái)上的特定位置 由目標(biāo)板上啟動(dòng)代碼 運(yùn)行這段二進(jìn)制代碼 從而運(yùn)行起嵌入式系統(tǒng) 圖3 3 3 1 給出了嵌入式軟件開 發(fā)的基本流程 囡一 1還 圖3 3 3 1 嵌入式軟件開發(fā)流程圖 整個(gè)過(guò)程中的部分工作在主機(jī)上完成 另一部分工作在目標(biāo)板上完成 首先 是在主機(jī)上的編程工作 嵌入式系統(tǒng)源代碼主要由匯編語(yǔ)言和c 語(yǔ)言混合編寫 圃 事車 囫 碩士論文基于嵌入式系統(tǒng)的廣播覆蓋效果監(jiān)測(cè)記錄裝置的設(shè)計(jì) 源代碼編寫完成后保存為源文件 再用主機(jī)上建立的交叉編譯環(huán)境生成 o e j 文 件 并且將這些 0 b j 文件按照目標(biāo)板的要求鏈接成合適的 i m a g e 文件 最后通 過(guò)重定位機(jī)制和下載過(guò)程 將 i m a g e 文件下載到目標(biāo)板上運(yùn)行 由于無(wú)法保證 目標(biāo)扳一次就可以運(yùn)行編譯 鏈接成功的程序 因此后期的調(diào)試排錯(cuò)工作就特別 重要 謂試只斃在運(yùn)行態(tài)完成 因此在主機(jī)和且標(biāo)板之闥通過(guò)連接 由主機(jī)控制 目標(biāo)板上程序運(yùn)行 可達(dá)到調(diào)試內(nèi)核或者嵌入式應(yīng)用程序的目的 軟件開發(fā)流程主要分成5 個(gè)基本階段 開發(fā)環(huán)境的建立 源代碼編輯階段 交叉編譯和鏈接 重定位和下載 聯(lián)機(jī)調(diào)試 其中在嵌入式編程中使用的交叉開發(fā)環(huán)境的原理比較簡(jiǎn)單 在主機(jī)和目標(biāo)機(jī) 結(jié)構(gòu)不周的情況下 在主機(jī)上開發(fā)將在耳標(biāo)機(jī)器上運(yùn)行的程序 在本論文中 交 叉開發(fā)工具主要使用m a k e f i l e 使用m a k e f i l e 的開發(fā)環(huán)境需要編譯m a k e f i l e 來(lái) 管理和控制項(xiàng)目的開發(fā) 這種開發(fā)工具是g c c 源程序的啟動(dòng)代碼 硬件初始化代碼要用匯編語(yǔ)言編寫 這樣可以發(fā)揮匯編 語(yǔ)言短小精悍的優(yōu)勢(shì) 以提高代碼的執(zhí)行效率 匯編語(yǔ)言編寫完成后 代碼轉(zhuǎn)向 c 語(yǔ)言的程序入口點(diǎn) 執(zhí)行c 語(yǔ)言代碼 編譯就是將高級(jí)語(yǔ)言轉(zhuǎn)化為低級(jí)語(yǔ)言 在g u n 環(huán)境下 用的是g c c 編譯器 編譯器的主要責(zé)任就是將源代碼編譯成特定的目標(biāo)代碼 順便檢查語(yǔ)法錯(cuò)誤 所 產(chǎn)生的目標(biāo)代碼是不能執(zhí)行的 不過(guò)可以從目標(biāo)代碼中找出很多有用的信息 一個(gè)程序要想在內(nèi)存中運(yùn)行 除了編譯外 要經(jīng)過(guò)鏈接的步驟 編譯器只能 在一個(gè)模塊內(nèi)部完成符號(hào)名到地址的轉(zhuǎn)換工作 不同模塊間的符號(hào)解析需要由鏈 接器完成 鏈接器主要有兩項(xiàng)工作要做 一 符號(hào)解析 當(dāng)一個(gè)模塊使用了該模 塊中沒(méi)有定義過(guò)的函數(shù)或全局變量時(shí) 編譯器生成的符號(hào)表會(huì)標(biāo)記出所有這樣的 函數(shù)或全局變量 而鏈接器的任務(wù)就是要到其他模塊中去查找它們的定義 如果 沒(méi)有找到合適的定義或者找到的合適定義不唯一 符號(hào)解析都無(wú)法正常完成 重定位 編譯器在編譯生成目標(biāo)文件時(shí) 通常都使用從零開始的相對(duì)地址 然而 在鏈接過(guò)程中 鏈接器將從一個(gè)指定的地址開始 根據(jù)輸入的目標(biāo)文件的順序以 段為單位將它們一個(gè)接一個(gè)地拚裝起來(lái) 除了目標(biāo)文件的拚裝之外 在重定位的 過(guò)程中還完成了兩個(gè)任務(wù) 一是生成符號(hào)表 二是對(duì)代碼段中的某些位置進(jìn)行修 改 所有需要的位置都由編譯器生成的重定位表指出 編譯器將所有目標(biāo)代碼及 l i b 里的數(shù)據(jù)區(qū)段 包括 t e x t d a t a 及 b b s 區(qū)段的數(shù)據(jù)合并 而 且會(huì)將所有尚未編譯的函數(shù)及變量調(diào)用彼此對(duì)應(yīng)起來(lái) 下載就是把可執(zhí)行映像文件饒寫到r o m 中去 通過(guò)r s 2 3 2 端口將可執(zhí)行的 程序映像文件下載到目標(biāo)板的內(nèi)存中 通過(guò)運(yùn)行這個(gè)程序?qū)⒖蓤?zhí)行映像文件從內(nèi) 存燒寫到f l s a h 里 不過(guò)在燒寫之前 應(yīng)該將b o o t l o a d e r 與待燒寫的可執(zhí)行映 碩士論文基于嵌入式系統(tǒng)的廣播覆蓋效果監(jiān)測(cè)記錄裝置的設(shè)計(jì) 像文件一起燒寫到r o m 中 這樣 當(dāng)燒寫成功并重新啟動(dòng)系統(tǒng)時(shí) b 0 0 r r l o a d e r 就可以管理系統(tǒng)操作了 碩士論文基于嵌入式系統(tǒng)的廣播覆蓋效果監(jiān)測(cè)記錄裝置的設(shè)計(jì) 4 硬件設(shè)計(jì) 本論文的嵌入式系統(tǒng) 包括c p u 存儲(chǔ)器單元 l c d 模塊 觸摸屏 鍵盤 f l a s h s d r a m 網(wǎng)絡(luò)接口等部分 圖4 1 給出了系統(tǒng)的功能框圖 i 復(fù)位電路卜磣 刊觸摸屏 i 時(shí)鐘電路陪冷 圓刮l c d s 3 c 2 4 l o s d r a m 扮 q 刮網(wǎng)卡c s 8 9 0 0 f a s h i 攤 叫模擬笑號(hào)輸 圖4 1嵌入式系統(tǒng)功能框圖 c p u 單元 3 c 2 4 1 0 x1 6 3 2 b i t a 蹦9 2 0 t 內(nèi)核 存儲(chǔ)器單元 2 惦n o rf l a s h 和3 2 惦n a n df l a s h 6 4 m bs d r a l 復(fù)位電路 包括上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位 至少保持4 個(gè)時(shí)鐘周期的有效低電 平 保證電源的可靠復(fù)位 時(shí)鐘電路 外部1 2 m h z 時(shí)鐘輸入 經(jīng)內(nèi)部p l l 倍頻至2 0 0 刪z 及3 2 7 6 8 k h z 的r t c 時(shí)鐘輸入 實(shí)時(shí)時(shí)鐘 內(nèi)部r t c 帶日歷功能 4 is 3 c 2 4 1 0 x 微處理器 3 c 2 4 1 0 x 微處理器是一款由三星公司為手持設(shè)備設(shè)計(jì)的低功耗 高集成度 的基于a r m 9 2 0 t 核的微處理器 這款芯片中集成了以下部件 1 6 k b 指令 c a c h e 1 6 k b 數(shù)據(jù)c a c h e 樅u 外部存儲(chǔ)控制器 l c d 控制器 s t n 和t f t n a n d f l a s h 控制器 4 個(gè)d m a 通道 3 個(gè)u a r t 通道 1 個(gè)i z c 總線控制器 1 個(gè)1 2 s 總 線控制器 以及4 個(gè)p w m 定時(shí)器和一個(gè)內(nèi)部定時(shí)器 通用i 0 口 實(shí)時(shí)時(shí)鐘 8 通道1 0 位a d c 和觸摸屏接口 u s b 主 u s b 從 s d 珊 c 卡接口等 其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖4 i 1 所示 1 4 碩士論文 基于嵌入式系統(tǒng)的廣播覆蓋效果監(jiān)測(cè)記錄裝置的設(shè)計(jì) 圖4 1 1s 3 c 2 4 1 0 x 結(jié)構(gòu)框圖 3 c 2 4 1 0 x 處理器系統(tǒng) 支持大端 b i ge n d i a n 4 端 l i 竹l ee n d i a n 模式 8 個(gè)內(nèi)存塊 6 個(gè)用于r o m s r a m 及其他 2 個(gè)用于r o m s r 心 s d r a m 每個(gè) 內(nèi)存塊1 2 8 m b 共i g b 每個(gè)內(nèi)存塊支持8 1 6 3 2 位數(shù)據(jù)總線編程 1 個(gè)起始地 址和大小可編程的內(nèi)存塊 b a n k 7 7 個(gè)起始地址固定的內(nèi)存塊 b a n k o b a n k 6 所有的內(nèi)存塊可編程尋址周期 支持s d r a m 自動(dòng)刷新模式 支持多種類型r o m 妻攀 碩士論文基于嵌入式系統(tǒng)的廣播覆蓋效果監(jiān)測(cè)記錄裝置的設(shè)計(jì) 啟動(dòng) 包括n o r n a n df l a s h e e p r o m 等 1 3 c 2 4 1 0 x 處理器時(shí)鐘和電源管理 片上m p l l 和u p l l u p l l 產(chǎn)生操作u s b 主 從的時(shí)鐘 m p l l 產(chǎn)生操作m c u 的 時(shí)鐘 1 8 v 電壓供電最高可達(dá)2 0 3 m h z 每個(gè)模塊的時(shí)鐘可由軟件控制 電源模式 有四種 分別為正常模式 處于正常運(yùn)行的狀態(tài)下 休眠模式下只使c p u 的時(shí)鐘 停止 低能模式 不帶p l l 的低頻時(shí)鐘 停止模式下 所有時(shí)鐘都停止 可以用 e i n t 1 5 0 或r t c 告警中斷從停止模式喚醒 2 3 c 2 4 1 0 x 處理器中斷控制器 它帶有5 5 個(gè)中斷源 看門狗定時(shí)器 5 個(gè)定時(shí)器 9 個(gè)u a r t 2 4 個(gè)外部中斷 4 個(gè)d 娃 2 個(gè)r t c 2 個(gè)a d c 1 個(gè)1 2 c 2 個(gè)s p i 2 個(gè)u s b 1 個(gè)l c d 和一個(gè)電池管 理 外部中斷源的觸發(fā)模式可為電平觸發(fā)也可為邊沿觸發(fā) 對(duì)緊急中斷請(qǐng)求支 持f i q 快速中斷請(qǐng)求 3 3 c 2 4 1 0 x 處理器定時(shí)器 它帶有四個(gè)1 6 位帶p w m 的定時(shí)器 1 個(gè)1 6 位基于d m a 或基于中斷的定時(shí)器 具有可編程的占空比 頻率和極性 支持外部時(shí)鐘源 具有看門狗定時(shí)器 1 6 位看門狗定時(shí)器 定時(shí)中斷請(qǐng)求和系統(tǒng)復(fù)位 4 s 3 c 2 4 1 0 x 處理器實(shí)時(shí)時(shí)鐘 全時(shí)鐘特點(diǎn) 毫秒 秒 分 時(shí) 日 星期 月 年 以3 2 7 6 8 k h z 運(yùn)行 可以產(chǎn)生告警中斷 時(shí)鐘滴答中斷 5 3 c 2 4 1 0 x 處理器通用輸入 輸出端口及接口 具有2 4 個(gè)外部中斷端口 多路輸入 輸出口 具有3 個(gè)帶有d i i a 和中斷的 u a r t 支持5 位 6 位 7 位 8 位串行數(shù)據(jù)傳送 接收 并且在傳送 接收時(shí)支持 雙向握手 具有可編程的波特率 支持i r d a i 0 1 1 5 2 k b p s 支持回環(huán)測(cè)試模 式 每個(gè)通道有1 6 字節(jié)t xf i f o 和1 6 字節(jié)r xf i f o 具有4 路d m a 控制器 支 持i o 存儲(chǔ)器 存儲(chǔ)器到i 0 以及i 0 到i 0 它的突發(fā)傳送模式提高了 e p d r a m e d o d r a m 和s d r a m 的傳送率 具有8 通道1 0 位a d c 轉(zhuǎn)換速率最大為 5 0 0 k b p s 支持3 種類型s t nl c d 4 位雙掃描 4 位單掃描和8 位單掃描 支持 單色顯示 4 級(jí)灰度 1 6 級(jí)灰度 2 5 6 色彩色和4 0 9 6 色 彩色t f t 支持l 2 4 8 b p p 剪貼板彩色顯示 最大支持2 4 b p p 模式1 6 m 彩色t f t s t n 和t f t 支持多種屏幕 尺寸 具有1 個(gè)帶中斷的多主機(jī)i 總線 支持8 位串行數(shù)據(jù)傳輸 雙向數(shù)據(jù)傳 送器能夠以l o o k b p s 的標(biāo)準(zhǔn)模式和4 0 0 k b p s 的快速模式傳送 具有一個(gè)帶d m a 的音頻1 2 s 總線接口 支持m s b 數(shù)據(jù)模式 具有與s d 存儲(chǔ)卡協(xié)議版本i 0 兼容 與s d i o 卡協(xié)議版本i 0 兼容 與啪c 存儲(chǔ)協(xié)議版本2 1 i 兼容 基于d m a 或者中 斷的操作 支持t x r xf i f o 的s d 枷c 接口 具有2 通道與s p i 協(xié)議版本2 1 1 1 6 碩士論文基于嵌入式系統(tǒng)的廣播覆蓋效果監(jiān)測(cè)記錄裝置的設(shè)計(jì) 兼容的s p i 接口 t x r x 2 字節(jié)以為寄存器 基于d m a 或者中斷的操作的s p i 接 口 3 c 2 4 1 0 x 的存儲(chǔ)空間映射如圖4 1 2 所示 4 2 實(shí)時(shí)時(shí)鐘 o m i 0 0 0 使用n a n df l a s h 作 作為r o m 為r o m 4 1 2 3 c 2 4 1 0 x 存儲(chǔ)空間映射圖 由于整個(gè)系統(tǒng)需要記錄故障的出現(xiàn)時(shí)間 故障的恢復(fù)時(shí)間等 因此 全局的 時(shí)鐘信號(hào)是必須的 在這一個(gè)嵌入式系統(tǒng)中 實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元可以提供可靠的時(shí)鐘 包括時(shí) 分 秒和年 月 日 即使系統(tǒng)處于關(guān)機(jī)狀態(tài)下 它也能夠正常工作 其外圍不需要太多的輔助電路 一般就只需要一只高精度的晶振 圖4 2 i 為 3 c 2 4 1 0 x 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘框圖 t 7 攀一囂一c 一 蓍 l i i x 壬 t l l 一 刪 刪 吲 咄 薹 嘲 嗍 碩士論文 基于嵌入式系統(tǒng)的廣播覆蓋效果監(jiān)測(cè)記錄裝置的設(shè)計(jì) 圖4 2 1 3 c 2 4 1 0 x 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘框圖 3 c 2 4 1 0 x 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘 具有以下特點(diǎn) 時(shí)鐘數(shù)據(jù)采用b c d 編碼 能夠?qū)﹂c 年的年 月 日進(jìn)行自動(dòng)處理 具有告警功能 當(dāng)系統(tǒng)處于關(guān)機(jī)狀態(tài)時(shí) 能夠產(chǎn) 生告警中斷 具有獨(dú)立的電源輸入 提供毫秒級(jí)時(shí)鐘中斷 該中斷可用于嵌入式 操作系統(tǒng)的內(nèi)核時(shí)鐘 3 c 2 4 1 0 x 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘寄存器有 實(shí)時(shí)時(shí)鐘控制寄存器 告警控制寄存器 實(shí)時(shí)時(shí)鐘計(jì)數(shù)器 告警時(shí)間寄存器以及實(shí)時(shí)時(shí)鐘寄存器 其中實(shí)時(shí)時(shí)鐘控制寄存器及其各位的定義如表4 2 1 和表4 2 2 所示 表4 2 1 實(shí)時(shí)時(shí)鐘控制寄存器 i 寄存器 地址 讀 寫狀態(tài)描述復(fù)位值 r t c c o n 0 x 5 7 0 0 0 0 4 0r w實(shí)時(shí)時(shí)鐘控制寄存器 o x 0 表4 2 2 實(shí)時(shí)時(shí)鐘控制寄存器r t c c o n 各位的定義 r t o n 位描述復(fù)位值 c l k r s t 3 實(shí)時(shí)時(shí)鐘計(jì)數(shù)器復(fù)位o 不復(fù)位 1 復(fù)位 0 c n t s e l 2 3 b c d 計(jì)數(shù)選擇 將計(jì)數(shù)器設(shè)置為b c d 模式o 選擇b c d 模式 0 i 保留 c l k s e l 1 b c d 時(shí)鐘選擇0 將輸入時(shí)鐘進(jìn)行1 1 2 分頻 1 保留 0 r 1 e n o r t c 讀 寫使能0 禁止 1 使能 o 實(shí)時(shí)時(shí)鐘告警控制寄存器以及實(shí)時(shí)時(shí)鐘告警控制寄存器r t c a l m 各位的定義 如表4 2 3 及4 2 4 所示 表4 2 3 實(shí)時(shí)時(shí)鐘告警控制寄存器 寄存器地址 讀 寫狀態(tài)描述 復(fù)位值 r t c a l mo x 5 7 0 0 0 0 5 0r w 告警控制寄存器 o x 0 0 碩士論文 基于嵌入式系統(tǒng)的廣播覆蓋效果監(jiān)測(cè)記錄裝置的設(shè)計(jì) 表4 2 4 實(shí)時(shí)時(shí)鐘告警控制寄存器盯c a l m 各位的定義 i c t c a 位描述 復(fù)位值 r e s e r v e d 7 保留o l 唧 6 時(shí)鐘告警總使能 禁止0 禁止 1 使能 0 y e a r e n 5 年時(shí)鐘告警使能 禁止o 禁止 1 使能 o m o n r e n 4 月時(shí)鐘告警使能 禁止0 禁止 l 使能 0 n a y e n 3 日時(shí)鐘告警使能 禁止0 禁止 1 使能 o h o u r e n 2 時(shí)時(shí)鐘告警使能 禁止0 禁止 1 使能 0 m i n f n 1 分時(shí)鐘告警使能 禁止o 禁止 1 使能 0 s e c e n o 秒時(shí)鐘告警使能 禁止o 禁止 1 使能 o 實(shí)時(shí)時(shí)鐘計(jì)數(shù)器及其各位的定義如表4 2 5 及表4 2 6 所示 表4 2 5實(shí)時(shí)時(shí)鐘計(jì)數(shù)器 寄存器地址 讀 寫狀態(tài)描述 l 復(fù)位值 l i t i c n t0 x 5 7 0 0 0 0 4 4r 實(shí)時(shí)時(shí)鐘計(jì)數(shù)器i o x 0 0 0 0 0 0 0 0 i 表4 2 6 實(shí)時(shí)時(shí)鐘計(jì)數(shù)器t i c g r 各位的定義 t i c n t 位描述 復(fù)位值 t i c ki n te n a b l e 7 中斷使能 禁止0 禁止1 使能 0 t i c kt i m eo 眥 6 0 實(shí)時(shí)時(shí)鐘計(jì)數(shù)器 0 0 0 0 0 0 0 告警時(shí)間毒存器 包括年 月 且 時(shí) 分 秒 它們都以b c d 的格式表示 告警時(shí)間寄存器如表4 2 7 所示 表4 2 7 告警時(shí)間寄存器 寄存器地址讀 寫狀態(tài)描述 復(fù)位值 a l j i s b co x 5 7 0 0 0 0 5 4r w 秒時(shí)鐘告警值 o x 0 0 a 嗍i n0 x 5 7 0 0 0 0 5 8r 霄 分時(shí)鐘告警值 o x 0 0 a l 刪0 u r 0 x 5 7 0 0 0 0 5 cr 7 w 時(shí)時(shí)鐘告警值 0 x 0 0 a l 岫a yo x 5 7 0 0 0 0 6 0r w 日時(shí)鐘告警值 o x 0 0 a u 腳o no x 5 7 0 0 0 0 6 4r w 月時(shí)鐘告警值 o x 0 0 a l l 盯e a ro x 5 7 0 0 0 0 6 8r w年時(shí)鐘告警值o x 0 0 該寄存器包括年 月 日 時(shí) 分 秒 它們都以b c d 的格式表示 實(shí)時(shí)時(shí) 鐘寄存器見表4 2 8 所示 1 9 碩士論文基于嵌入式系統(tǒng)的廣播覆蓋效果監(jiān)測(cè)記錄裝置的設(shè)計(jì) 表4 28實(shí)時(shí)時(shí)鐘寄存器 寄存器地址 讀 寫狀態(tài)描述復(fù)位值 b c d s e c0 x 5 7 0 0 0 0 7 0 r w 秒時(shí)鐘當(dāng)前值 不定 b c d m i n 0 x 5 7 0 0 0 0 7 4 r7 分時(shí)鐘當(dāng)前值 不定 b c d h o u i l o x 5 7 0 0 0 0 7 8r 哥時(shí)時(shí)鐘弩箭值不定 b c d d a y 0 x 5 7 0 0 0 0 7 cr i w 日時(shí)鐘當(dāng)前值 不定 b c 叻a t eo x 5 7 0 0 0 0 8 0 r w 星期值當(dāng)前值不定 b c d 啊o n 0 x 5 7 0 0 0 0 8 4 r 月時(shí)鐘當(dāng)前值 不定 b c d y e 腿0 x 5 7 0 0 0 0 8 8 r r 年時(shí)鐘當(dāng)前值不定 4 3a d 轉(zhuǎn)換 所謂的a i d 模 數(shù) 轉(zhuǎn)換器就是把電模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的電路 在當(dāng)今的 現(xiàn)代化生產(chǎn)中 被廣泛應(yīng)用的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)都離不開a d 轉(zhuǎn)換 器 下圖4 3 1 給出整個(gè)信號(hào)采集框圖 首先由收音模塊將場(chǎng)強(qiáng) 調(diào)幅度測(cè)量出 并經(jīng)過(guò)放大 濾波處理 再通過(guò)多路開關(guān)的切換和采樣 保持電路的保持 送到 a d 轉(zhuǎn)換器中 再由a i d 轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號(hào) 之后被計(jì)算機(jī)采集 計(jì)算機(jī)按照 定算法計(jì)算 圖4 3 1 模擬信號(hào)采集框圖 其中 收音模塊是把無(wú)線電波中的信號(hào) 按照一定的規(guī)則轉(zhuǎn)換成與其對(duì)應(yīng)的 電信號(hào) 它是實(shí)現(xiàn)測(cè)量控制的首要環(huán)節(jié) 是此監(jiān)測(cè)記錄系統(tǒng)的關(guān)鍵部件 放大器 的作用是把由收音模塊輸出的電信號(hào)放大到a d 轉(zhuǎn)換所需要的量程范圍 低通濾 波器的作用是選出有用的頻率信號(hào) 抑制無(wú)用的雜散高頻干擾 提高信嗓比 多路 開關(guān)則進(jìn)行信號(hào)切換 即一次只能把一路信號(hào)傳送到 d 轉(zhuǎn)換器 當(dāng)對(duì)多路實(shí)時(shí) 現(xiàn)場(chǎng)采集信息時(shí) 多路開關(guān)可對(duì)多路信號(hào)進(jìn)行切換處理 控制每次只送一路信息 到a d 轉(zhuǎn)換器 實(shí)現(xiàn)多路信號(hào)的分時(shí)處理 從而降低整個(gè)系統(tǒng)的成本 從啟動(dòng)信號(hào) 轉(zhuǎn)換到轉(zhuǎn)換結(jié)束的數(shù)字量輸出 經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間 而模擬量轉(zhuǎn)換期間 要求模擬信 碩士論文基于嵌入式系統(tǒng)的廣播覆蓋效果監(jiān)測(cè)記錄裝置的設(shè)計(jì) 號(hào)保持不變 所以必須用采樣保持器 該電路具有兩個(gè)功能 采樣跟蹤輸入信號(hào) 保持暫停跟蹤輸入信號(hào) 保持已采集的輸入信號(hào) 確保在a d 轉(zhuǎn)換期間保持輸入 信號(hào)不變 然后通過(guò)a d 把采樣 保持電路保持的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào) 等待 a r m 用輸入指令讀入 3 c 2 4 1 0 x 集成了8 路1 0 位a d 轉(zhuǎn)換器 箕分辨率為l o 位 該轉(zhuǎn)換器可以 通過(guò)軟件設(shè)置成休眠模式 可以節(jié)電減少功率損失 最大的轉(zhuǎn)換速率為5 0 0 k s p s 其中a i n 5 用于采集觸摸屏的y 坐標(biāo) a i n 7 用于采集觸摸屏的x 坐標(biāo) a i n o a i n i 用于采集前端場(chǎng)強(qiáng)及調(diào)幅度信號(hào) 1 a d 轉(zhuǎn)換控制寄存器 a d 轉(zhuǎn)換控制寄存器及其各位的定義如下表4 3 1 及4 3 2 所示 表4 3 ia d 轉(zhuǎn)換控制寄存器 寄存器名稱地址讀 寫描述復(fù)位值 a 腳n0 x 5 8 0 0 0 0 0 0r wa d 轉(zhuǎn)換器控 o x 3 f c 4 制寄存器 表4 3 2a i 轉(zhuǎn)換控制寄存器及其各位的定義 a d c c o n 位 描述初始狀態(tài) e c f l g1 5a i 轉(zhuǎn)換器狀態(tài)標(biāo)志 只讀 o p r s c e n1 4a d 轉(zhuǎn)換器預(yù)分頻器使能位 0 禁止 0 l 使能 p r s lz 3 8 d 轉(zhuǎn)換器預(yù)分頻值 a d 轉(zhuǎn)化顙率 o x f f p c l k p r s c v l i s e lm 5 3模擬通道輸入選擇 0 0 0 0 0 a i n o 0 0 l a i n i o i o a i n 2 0 1 1 a i n 3 1 0 0 a i n 4 i 0 1 a i n 5 1 1 0 a i n 6 1 1 l a i n 7 s t d 刪2系統(tǒng)電源開關(guān) 0 正常模式 l 休 1 眠模式 r e a ds t a r t1a d 轉(zhuǎn)換讀啟動(dòng)功能禁止 使能 0 0 o 禁止該功能 1 使能該功能 融蟶l l es 1 蛄noa d 轉(zhuǎn)換使能啟動(dòng)功能禁止 使能 當(dāng) o p e a l s t a j r 使能時(shí)無(wú)效0 無(wú)操作 1 a d 轉(zhuǎn)換開始并且該位在轉(zhuǎn)換開始 后清除 2 l 碩士論文 基于嵌入式系統(tǒng)的廣播覆蓋效果監(jiān)測(cè)記錄裝置的設(shè)計(jì) 2 a d 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)寄存器 a d 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)寄存器及其各位得定義如下表4 3 3 及4 3 4 所示 表4 3 3a d 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)寄存器 i寄存器名稱地址讀 寫狀態(tài)描述 復(fù)位值i f a d c n a t 0锨5 8 0 0 0 0 0 cr d 轉(zhuǎn)換器數(shù) f 據(jù)寄存器 表4 3 4a d 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)寄存器及其各位的定義 硒c d 訊位描述 初始狀態(tài) a d c d a t9 0a d 轉(zhuǎn)換器輸出數(shù) 據(jù)值 4 4 復(fù)位電路設(shè)計(jì) 復(fù)位對(duì)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)也很重要 由于各個(gè)單元要進(jìn)入正常工作狀態(tài) 需要可靠地 復(fù)位 正常情況下 一般有上電復(fù)位