基于家庭网络的家用PDA - 全文

　　介绍了基于家庭网络的家用PDA 的功能和结构，并讨论了关键技术的具体实现方法。作为嵌入式设备的研发过程特例，指出了嵌入式操作系统在嵌入式设备中的作用及与其他部分的关系。

　　1 引言

　　数字化家庭信息系统在家庭内部构建由低速的自动化网和高速的音、视频网组成的网络化家庭信息系统，"家用PDA"是数字化家庭信息系统的组成部分，通过与家庭服务器的实时通信，完成家庭设备的控制和管理。为了实现该目的，要完成设备的模型建立(包括：显示模型、控制模型)、双向通讯、图形、文本的显示、触摸屏的控制和管理、16x16 点阵汉字字库、底层设备的驱动等部分。具体要控制的家庭设备包括：电视、空调、门、窗、灯光。其中电视要控制的参数包括：模式、频道、音量、开关状态等;空调要控制和显示的参数包括：开关状态、工作模式、温度、风速等;门、窗、灯光要控制其开关状态等。家用PDA 具有液晶显示界面和低速网络接口，利用它可以对各种家用设施的工作状态进行监视，并可以实现所有在网设备的统一控制(包括家用设备和音、视频设备)，它可以监测设备的入网、退网和工作状况，并能为各种终端设备自动建模。

　　2 软件的系统框架结构及各层次的关系

　　该软件系统主要包括：底层设备驱动模块、PPSM kernel、PPSM Tools(API)、应用层客户应用程序的开发、烧写程序的设计等部分。其层次关系如图1 所示：

　　

 

　　图1 软件系统的框架结构及其层次关系

　　3 软件各模块之间的联系及与整体系统的关系

　　在该系统中，软件主要由：底层驱动软件、作为中间层的PPSM 操作系统、上层应用软件等几部分构成。其中：底层驱动软件服务于操作系统，操作系统服务于上层应用软件的开发。

　　3.1 底层驱动软件

　　底层驱动软件主要包括下列模块：触摸屏及笔输入模块、LCD 驱动模块、FLASH 烧写程序模块、底层设备的初始化设置模块、红外通讯模块等部分构成。

　　触摸屏及笔输入模块的主要目的是根据目标板的实际情况为PPSM 操作系统提供触摸屏及笔输入的底层支持，从而方便用户的编程工作，在目标板上采用了ADC7843A/ D 转换器，此软件模块的主要作用是通过MC68EZ328 来控制其工作，LCD 驱动模块屏由触摸屏和LCD 显示屏构成，在系统中采用了LTD79Z202LlGK LCD 显示屏，要完成的任务主要包括：控制帧刷新速率、控制LCD 起始地址寄存器、控制LCD 的宽度和高度寄存器、配置LCD 接口寄存器、配置LCD 极性寄存器、配置LCD 时钟控制寄存器、配置LCD 亮度控制寄存器等。

　　在红外通讯模块中，由于CPU 外设的限制，红外通讯和串行口共用一个UART 口，为了实现二者的共用，采用了芯片MAX3l30 来完成该功能。这样就需要通过软件系统来控制MAX3l30 的工作模式，使其能够在适当的时候选择合适的工作模式，采用的通讯速率为2,400bit / S.UART 口具有8BYTE的发送缓冲区和l2BYTE 的接收缓冲区，通讯是通过定时查询来完成的，为了保证没有数据的溢出，其查询速率为25mS.

　　底层设备的初始化设置模块主要负责控制系统的工作状态、片选逻辑的设置、基地址的选择、DRAM 控制器地址及刷新速率等的控制、PLL 寄存器的设置、PWM 控制寄存器及其占空比的设置、PA 口、PB 口、PC 口、PD 口、PE 口、PF 口、PG 口的功能、方向、初始值、上拉电阻的设置等的控制，中断控制系统的设置等功能。

　　FLASH 烧写程序模块是功能相对独立的一个模块，它既可以作为底层驱动软件的一部分又可以作为应用软件的一部分。其主要功能是，将下载到目标板动态存储器中的程序和数据固化到目标板的FLASH 中去。

　　3.2 PPSM 操作系统

　　PPSM 是一个简易的操作系统，在程序开发过程中它为大家搭起了一个应用程序开发的平台。通过它所提供的非常丰富的API 函数，可以极大地简化编程的工作量。与之相配套的是：

　　SDS74 C 语言高级编程开发环境。PPSM 操作系统作为一个中间件，利用消息机制实现任务间的切换。能够管理：字符输入、文本、图形显示、小型数据库、定时器、电源、存储器、通讯等部分。

　　3.3 上层应用软件

　　上层应用软件的主要任务是完成设备的监控和管理，为达到该目的需要完成的任务模块包括：主控模块、电视监控与管理模块、空调监控与管理模块、门、窗及其灯光的监控与管理模块。

　　

 

　　图2 上层应用软件框架结构

　　4 软件设计

　　4.1 任务结构图

　　

 

　　图3 任务结构图

　　4.2 消息处理

　　

 

　　图4 消息处理框图

　　5 结论

　　该系统采用Motoroia 公司的M68EZ328 作为主CPU(也可采用其M68VZ328)，液晶显示器分辨率为320 X 240,具有触摸屏功能。仿真器采用M68ez328ADS vER1.0 SER,软件开发环境采用Software Deveiopment System Inc.SDS6.5,嵌入式操作系统采用Motoroia 32BIT 实时嵌入式操作系统PPSM3.11.