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嵌入式无线餐饮前端设计

作　者: 程刘胜
导　师: 杨顺
学　校: 辽宁工程技术大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 嵌入式系统 uCLinux 图形用户界面 MiniGUI 无线通信 Modbus协议
分类号: TP368.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 99次
引　用: 1次
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内容摘要

嵌入式无线餐饮前端设备是餐饮信息化管理中最前端的数据采集单元。随着餐饮信息化进程加快,无线餐饮前端设备越来越受到餐饮企业关注。市场价值巨大,应用前景广阔。本论文主要致力于嵌入式无线餐饮前端的软硬件设计及实现。提出的软硬件设计方案是以ARM7TDMI-S内核的LPC2220为微控制器,搭配性能优良的uCLinux作为嵌入式实时操作系统平台,键盘输入,2.2寸TFT彩屏显示人机界面,短距离无线传输餐饮点菜数据。在硬件电路系统设计中,以LPC2220为核心微控制器,设计了外部存储器电路、键盘电路、LCD显示电路、IA4421无线通信电路及电源电路。软件开发中,首先构建uCLinux开发平台,移植图形用户界面支撑系统MiniGUI到uCLinux,接着通过细化人机界面各个功能模块,重点开发了图形用户界面。本论文另一个重点是设计了无线通信固件程序及协议。通过详细配置收发一体射频芯片IA4421的参数,设计了无线通信固件程序。根据Modbus协议的设计思想简化Modbus协议,将其用作多个嵌入式无线餐饮前端设备组网时的控制协议,并设计通信数据帧格式,实现点对多点通信。本设计实验验证、现场演示均获得良好的效果。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
1 绪论  9-14
  1.1 嵌入式系统概念及应用  9-10
    1.1.1 嵌入式系统概念  9-10
    1.1.2 嵌入式系统的应用  10
  1.2 无线餐饮前端设备  10-12
    1.2.1 无线餐饮前端设备发展及特点  10-11
    1.2.2 本论文设计的无线餐饮前端  11-12
    1.2.3 嵌入式无线餐饮前端研究的目的和意义  12
  1.3 论文章节安排及其研究内容  12-14
2 嵌入式无线餐饮前端总体设计方案  14-17
  2.1 嵌入式无线餐饮前端设备功能设计  14
  2.2 系统硬件框图  14-15
  2.3 系统软件设计概述  15-17
3 嵌入式无线餐饮前端硬件系统设计  17-33
  3.1 嵌入式微控制器LPC2220  17-19
    3.1.1 LPC2220 结构图及片内资源  17-18
    3.1.2 LPC2220 存储器映射  18-19
    3.1.3 处理器时钟频率  19
  3.2 外部存储器资源分配  19-22
    3.2.1 扩展外部NOR Flash  19-21
    3.2.2 扩展并行PSRAM  21
    3.2.3 扩展外部NAND Flash  21-22
  3.3 键盘及其驱动电路  22-23
  3.4 LCD 显示电路  23-24
  3.5 无线通信电路  24-29
    3.5.1 短距离无线通信芯片选型  24-26
    3.5.2 IA4421 特点及应用电路  26-27
    3.5.3 IA4421 无线通信电路性能指标  27-29
  3.6 串口及声光提示电路  29
  3.7 系统复位及电源电路  29-33
    3.7.1 系统复位电路  29-30
    3.7.2 电源电路  30-33
4 UCLINUX 开发平台构建及相关驱动使用  33-44
  4.1 UCLINUX 简介  33-34
  4.2 交叉编译环境搭建  34-36
  4.3 BOOTLOADER 实现方法及UCLINUX 移植  36-39
    4.3.1 BootLoader 的作用  36-37
    4.3.2 LPC2200 系列控制器上BootLoader 实现方法  37-38
    4.3.3 移植uCLinux 到LPC2200  38-39
  4.4 UCLINUX 设备驱动程序使用  39-44
    4.4.1 GPIO 驱动程序的使用  40-41
    4.4.2 I~2C 驱动程序的使用  41-42
    4.4.3 在应用程序中使用SPI 驱动程序  42-44
5 无线通信固件程序及协议  44-57
  5.1 IA4421 通信模块固件程序设计  44-50
    5.1.1 IA4421 控制命令  44-45
    5.1.2 配置IA4421 的射频参数  45-48
    5.1.3 固件程序设计  48-50
  5.2 系统无线通信模型  50-51
  5.3 无线通信控制协议及数据帧格式  51-57
    5.3.1 Modbus 协议设计思想  51-53
    5.3.2 Modbus 通信协议简化及数据帧格式  53-57
6 嵌入式无线餐饮前端图形用户界面开发  57-71
  6.1 移植MINIGUI FOR UCLINUX  57-62
    6.1.1 MiniGUI 应用程序的生成过程  57-58
    6.1.2 MiniGUI 抽象接口  58-60
    6.1.3 交叉编译MiniGUI 及目标系统MiniGUI 运行环境建立  60-62
  6.2 餐饮前端软件需求分析及功能模块划分  62-64
    6.2.1 需求分析  62
    6.2.2 功能模块划分  62-64
  6.3 软件总流程图及主要功能模块详细设计与实现  64-71
    6.3.1 餐饮前端软件总流程图  64-65
    6.3.2 主要功能模块详细设计与实现  65-71
结论  71-72
参考文献  72-74
致谢  74-75
攻读学位期间已发表的学位论文  75-76
附录A  76

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