《嵌入式系统》课程设计（论文）-基于S3C2440设备驱动及其界面设计.docVIP

福建工程学院嵌入式系统课程设计（论文）题目： 基于s3c2440设备驱动及其界面设计 班级： 通信0902 姓名： 学号： 指导老师： 目 录1序言 22实践课题题目 33设计目的 34设计过程 34.1 minigui在pc上的安装34.2 minigui在arm上的移植44.3基于minigui的应用界面编程和基于led驱动程序的应用程序的编写55调试结果及改进 11 5.1调试结果11 5.2改进方案126心得体会 127参考文献 141序言minigui 是一种面向嵌入式系统或者实时系统的图形用户界面支持系统。它主要运行于 linux 控制台，实际可以运行在任何一种具有 posix 线程支持的 posix 兼容系统上。minigui 同时也是国内最早出现的几个自由软件项目之一。minigui 的主要特色有：遵循 lgpl 条款的纯自由软件。提供了完备的多窗口机制。这包括：多个单独线程中运行的多窗口。单个线程中主窗口的附属。对话框和预定义的控件类（按钮、单行和多行编辑框、列表框、进度条、工具栏等）。消息传递机制。多字符集和多字体支持，目前支持 iso8859-1、gb2312、big5 等字符集，并且支持各种光栅字体和 truetype、type 1 等矢量字体。全拼、五笔等汉字输入法支持。bmp、gif、jpeg、pcx、tga 等常见图像文件的支持。windows 的资源文件支持，如位图、图标、光标等。插入符、定时器、加速键等。其他（beep、etc/ini 文件操作等）。小巧。包含全部功能的库文件大小为 300 k左右。可配置。可根据项目需求进行定制配置和编译。高稳定性和高性能。minigui 已经在linux 发行版安装程序、cnc 系统、蓝点嵌入式系统等关键应用程序中得到了实际的应用。可移植性好。目前，minigui 可以在 x window 和 linux 控制台上运行。通过这个课程实践，我们进一步巩固嵌入的基础知识，而且可以复习嵌入式系统的基本结构，开发环境的建立和使用，进一步理解嵌入式基本驱动程序、应用程序的设计调试和编译移植方法，同时新学了minigui在pc上的安装、移植和基于minigui的基本输入输出应用编程编译与移植，从而完成了整个linux初步课程的学习。2实践课题题目基于s3c2440的设备驱动及其界面设计3设计目的3.1进一步巩固嵌入式系统的基本知识3.2掌握嵌入式应用系统的基本结构3.3掌握嵌入式系统开发环境建立和使用3.4掌握嵌入式系统基本驱动、应用程序的设计调试和编译移植方法3.5学会查阅有关专业资料及设计手册3.6 minigui界面编程4设计过程4.1 minigui在pc上的安装4.1.1准备工作4.1.1.1建立工作目录：mkdir /minigui-free cd /minigui-free4.1.1.2复制源文件到工作目录：cp /mnt/hgfs/d/minigui1.6/* /minigui-free4.1.1.3解压文件：tar zxvf libminigui-1.6.10.tar.gz tar zxvf minigui-res-1.6.10.tar.gz tar zxvf mg-samples-1.6.10.tar.gz tar zxvf mde-1.6.10.tar.gz tar zxvf qvfb-1.1.tar.gz4.1.2 minigui库安装4.1.2.1进入目录：cd libminigui-1.6.10/4.1.2.2配置：./configure 在x86上运行只需默认配置即可，配置完成后即可生成makefile4.1.2.3编译：make 成功后即可生成必要的库文件等。4.1.2.4安装：make install 在x86上安装库文件。4.1.2.5把libminigui加入库搜索路径：找到/etc/ld.so.conf，在这个文件末尾加上/usr/local/lib4.1.2.6把系统共享库缓存刷新，将libminigui加载上，可以使用命令 ldconfig这个命令执行时要花十多秒，耐心等待。当然不使用刷新命令重启系统也可以。4.1.3 minigui资源安装4.1.3.1进入目录：cd minigui-res-1.6.10/4.1.3.2安装：make install 必要资源文件的复制安装等操作。4.1.4 minigui例子编译4.1.4.1进入目录：cd mg-samples-1.6.10/4.1.4.2配置：./configure4.1.4.3编译：make编译src目录下的例子程序，即可在src目录下生成可执行文件，用于验证minigui是否在虚拟机上安装成功。4.1.5安装qvfb4.1.5.1进入目录：cd qvfb 1.14.1.5.2配置：./configure4.1.5.3编译：make4.1.5.4安装：make install apt-get install qt3-dev-tools-embedded4.1.6配置minigui.cfgvi /usr/local/etc/minigui.cfg 修改如下部分为system# gal engine and default optionsgal_engine=qvfbdefaultmode=800x480-16bpp# ial engineial_engine=qvfbmdev=/dev/input/micemtype=imps2fbcondefaultmode=800x480-16bppqvfbdefaultmode=800x480-16bppdisplay=04.1.7运行minigui例子程序4.1.7.1打开qvfb：qvfb -width 800 -height 480 &4.1.7.2运行helloword：./helloworld出现此窗口说明运行成功。4.2 minigui在arm上的移植4.2.1综述：实际上过程与minigui在虚拟机上的安装过程类似，只不过是使用交叉编译器来编译而已，以下为老师提供的脚本文件，内容中指定了交叉编译器和需要连接的一些库以及要运行的命令，为我们后续的交叉编译提供了极大的方便！libcross.sh minigui库 交叉编译脚本rescross.sh minigui资源 交叉编译脚本samplecorss.sh minigui例子交叉编译脚本mdecorss.sh minigui例子交叉编译脚本libreduce.sh minigui库裁剪脚本4.2.2将libcross.sh考到minigui的lib库的解压文件夹中将rescross.sh 考到minigui的res资源解压文件夹中 将samplecorss.sh 考到sample例子解压文件夹中将mdecorss.sh 考到mde例子解压文件夹中4.2.3依次运行libcross.sh，rescross.sh，samplecorss.sh，mdecorss.sh4.2.4到nfsroot的，目录下，将libreduce.sh考到这个目录下，运行libreduce.sh4.2.5修改nfsroot下的etc下的minigui的配置文件4.2.6可以使用nfs等通信方式将minigui的库文件和资源文件和配置文件传送到开发板，将minigui.cfg移到开发板的/etc目录下，将minigui的库文件移至开发板的/lib和/usr/lib下，将minigui的资源文件移至开发板的/usr/local/下。4.2.7验证移植是否成功：将mg-samples-1.6.10/src下经过交叉编译的可执行程序（例如helloworld）传送至开发板上，并运行：./helloworld。可能会出现权限不够的情况，则需要运行chmod 777 helloworld，然后再次运行：./helloworld。传送之前应使用file helloworld，若出现arm字样，即说明可运行于arm处理器上。4.3基于minigui的应用界面编程和基于led驱动程序的应用程序的编写4.3.1设计思路我是先看有关minigui的书籍，理解了整体框架后，再在写程序的过程中去使用手册里查阅相关函数，再根据驱动程序里的函数模型来调用函数，将框架和函数搭配在一起。例如：dlgtemplate为对话框模板，定义对话框整体参数。ctrldata为控件模板，定义对话框中的控件的参数。以上两者可以定义整个界面。initdialogboxproc为对话框窗口过程函数，用于对各种消息的处理，包括按键消息，许多函数就是用在这里。initdialogbox (hwnd hwnd)包含dlginitprogress.controls = ctrlinitprogress;和 dialogboxindirectparam (&dlginitprogress, hwnd, initdialogboxproc, 0l);把控件信息告诉对话框模板，再把对话框模板和过程函数对应起来。winproc为主窗口的过程函数，initmainwindow为主窗口的初始化函数，定义主窗口参数，实际上在这个程序中是可以不需要主窗口的。miniguimain为minigui函数的入口点。以上为大致框架，设计过程主要是在于修改initdialogboxproc对话框窗口过程函数。例如：用ioctl(led_fd, a, 3)来控制led的开关。用getwindowtext(getdlgitem(hdlg,idc_edit),usr,22)获取编辑框中的字符串。4.3.2程序注释#include 头文件#include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include hwnd hmainwnd; 定义主窗口句柄，在程序中用来指代主窗口 static int led_fd; 设备文件描述符int a=0,b=0,c=0,d=0, num;int q=0,w=0,e=0,r=0;static void draw_circle (hwnd hwnd,int x,int which) 画圆的函数 hdc hdc; 定义设备上下文 int color; color=(which=0)? pixel_blue:pixel_red); 选择圆的颜色，是蓝色还是红色 hdc=beginpaint(hwnd); 获得设备上下文 setbrushcolor(hdc,color); 设置圆的颜色 fillcircle(hdc,x,50,25); 设置圆的位置和半径 endpaint(hwnd,hdc); 终止设备上下文static dlgtemplate dlginitprogress = 对话框模板，定义对话框总体参数 ws_border | ws_caption, 窗口风格 ws_ex_none 扩展风格 0, 0, 400, 330, 左上角的位置和宽和高 led controler, 标题 0, 没有菜单 0, 没有图标 7, 7个控件 null, 指向控件的指针 0 没有附加数据; 定义控件的id#define idc_promptinfo100 静态框的id#define idc_led1 110 按钮led1到led4的id#define idc_led2 120#define idc_led3 130#define idc_led4 140#define idc_edit 150 编辑框的idstatic ctrldata ctrlinitprogress = 控件数据，包含对话框的所有控件 static, 静态框 ws_visible | ss_simple, 控件风格 10, 200, 80, 16, 控件左上角位置和宽和高 idc_promptinfo, 控件id input frequency, 控件标题 0, 没有附加数据 ws_ex_none, 扩展风格 , button, 按钮 ws_visible | ws_tabstop | bs_pushbutton, 15, 140, 50, 20, idc_led1, led1, 0, ws_ex_none , button, 按钮 ws_tabstop | ws_visible | bs_pushbutton, 85, 140, 50, 20, idc_led2, led2, 0, ws_ex_none , button, 按钮 ws_visible | ws_tabstop | bs_pushbutton, 155, 140, 50, 20, idc_led3, led3, 0, ws_ex_none , button, 按钮 ws_visible | ws_tabstop | bs_pushbutton, 225, 140, 50, 20, idc_led4, led4, 0, ws_ex_none , button, 按钮 ws_visible | ws_tabstop | bs_pushbutton, 225, 200, 50, 20, idok, ok, 0, ws_ex_none , edit, 编辑框 ws_visible | ws_tabstop | ws_child | ws_border, 90, 200, 100, 20, idc_edit, , 0, ws_ex_none ;对话框过程函数，用来处理各种消息static int initdialogboxproc (hwnd hdlg, int message, wparam wparam, lparam lparam)char usr20; switch (message) case msg_initdialog: 初始化对话框消息 return 1; case msg_paint: 重绘消息 draw_circle (hdlg,40,0) ; 画圆 draw_circle (hdlg,110,1) ; draw_circle (hdlg,180,1) ; draw_circle (hdlg,250,0) ; break; case msg_command: 按下对应的按键执行相应指令 switch (wparam) case idc_led1:a=(q+)%2; ioctl(led_fd, a, 3); break; 控制led1的开关 case idc_led2:b=(w+)%2; ioctl(led_fd, b, 2); break; 控制led2的开关 case idc_led3:c=(e+)%2; ioctl(led_fd, c, 1); break; 控制led3的开关 case idc_led4:d=(r+)%2; ioctl(led_fd, d, 0); break; 控制led4的开关 case idok: 按下ok键 getwindowtext(getdlgitem(hdlg,idc_edit),usr,22); 获取编辑框中的字符串sscanf(usr,%d,&num); 将字符串转换成整数 num=(int)(1.0/num)*100000);int i=0; 把输入的频率转换成周期for(i=0;i100;i+) 先全部点亮led，延时，再关掉全部led，再延时，闪烁100次ioctl(led_fd, 1, 0); ioctl(led_fd, 1, 1); ioctl(led_fd, 1, 2); ioctl(led_fd, 1, 3); usleep(num); ioctl(led_fd, 0, 0); ioctl(led_fd, 0, 1); ioctl(led_fd, 0, 2); ioctl(led_fd, 0, 3); usleep(num); break; break; case msg_close: 关闭消息 enddialog (hdlg, idcancel); 关闭对话框 break; return defaultdialogproc (hdlg, message, wparam, lparam); 如果没有任何消息则返回默认的过程函数static void initdialogbox (hwnd hwnd) 建立对话框 dlginitprogress.controls = ctrlinitprogress; 把控件信息告诉对话框模板 dialogboxindirectparam (&dlginitprogress, hwnd, initdialogboxproc, 0l); 建立对话框，把对话框模板和过程函数对应起来 主窗口过程函数static int winproc(hwnd hwnd, int message, wparam wparam, lparam lparam) switch (message) case msg_paint: 绘图消息 break; case msg_close: 关闭消息 destroymainwindow (hwnd); 关闭主窗口 postquitmessage (hwnd); 发送退出消息给消息循环 break; default: 返回默认过程函数 return defaultmainwinproc(hwnd, message, wparam, lparam); return(0); int initmainwindow(void) mainwincreate createinfo; 建立主窗口对象createinfo.dwstyle = ws_visible | ws_border | ws_caption; 窗口风格 createinfo.dwexstyle = ws_ex_none; 扩展风格 createinfo.spcaption = hello, world!; 标题 createinfo.hmenu = 0; 无菜单 createinfo.hcursor = getsystemcursor(0); 光标 createinfo.hicon = 0; 无图标 createinfo.mainwindowproc = winproc; 定义窗口过程函数 createinfo.lx = 0; 窗口左上角和宽和高 createinfo.ty = 0; createinfo.rx = 800; createinfo.by = 480; createinfo.ibkcolor = color_lightwhite; 背景色 createinfo.dwadddata = 0; 无附加数据 createinfo.hhosting = hwnd_desktop; 托管句柄 hmainwnd = createmainwindow (&createinfo); 创建主窗口并获得句柄 if (hmainwnd = hwnd_invalid) return (0); 如果没打开主窗口返回0 else return (1); 打开成功返回1int miniguimain (int argc, const char* argv) msg msg; 定义消息变量led_fd = open(/dev/gpio-control, o_rdwr | o_noctty | o_ndelay); 打开led设备if (led_fd 0) perror(open device led); 没打开则输出错误信息exit(1); ioctl(led_fd, a, 0); 先关闭所有ledioctl(led_fd, b, 1); ioctl(led_fd, c, 2); ioctl(led_fd, d, 3); #ifdef _mgrm_processes joinlayer(name_def_layer , helloworld , 0 , 0); #endif initdialogbox (hwnd_desktop); 建立对话框 initmainwindow(); 建立主窗口 showwindow(hmainwnd, sw_shownormal); 显示主窗口 消息循环 while (getmessage(&msg, hmainwnd) 从消息队列中获取消息 translatemessage(&msg); 将按键消息转换为字符消息 dispatchmessage(&msg); 把字符消息关联到过程函数 mainwindowthreadcleanup (hmainwnd); 关闭主窗口 return 0;#ifndef _lite_version 如果不是lite版本则要包含以下头文件#include #endif5调试结果及改进5.1调试结果设计的界面如下基本的功能都能实现：按led1到led4按钮可以控制对应的led的开和关，通过键盘的tab键可以选择每个按钮和编辑框，在编辑框内输入不同数字，按ok键，使led的闪烁频率不同。程序的小缺陷：界面上的蓝色的和红色的圆没有闪烁，这主要是我一开始理解错误，以为那只是一种装饰。5.2改进方案当a=0时，led关，同时在界面上显示蓝色，意味着蓝色代表led灯熄灭。当a=1时，led开，同时在界面上显示红色，意味着红色代表led灯点亮。改动处1：case idc_led1:a=(q+)%2; ioctl(led_fd, a, 3); draw_circle (hdlg,40,a) ;break;case idc_led2:b=(w+)%2; ioctl(led_fd, b, 2); draw_circle (hdlg,110,b) ;break;case idc_led3:c=(e+)%2; ioctl(led_fd, c, 1); draw_circle (hdlg,180,c) ;break;case idc_led4:d=(r+)%2; ioctl(led_fd, d, 0); draw_circle (hdlg,250,d) ; break; 改动处2：for(i=0;i100;i+)ioctl(led_fd, 1, 0); ioctl(led_fd, 1, 1); ioctl(led_fd, 1, 2); ioctl(led_fd, 1, 3); draw_circle (hdlg,40,1) ; draw_circle (hdlg,110,1) ; draw_circle (hdlg,180,1) ; draw_circle (hdlg,250,1) ;usleep(num); ioctl(led_fd, 0, 0); ioctl(led_fd, 0, 1); ioctl(led_fd, 0, 2); ioctl(led_fd, 0, 3);draw_circle (hdlg,40,0) ; draw_circle (hdlg,110,0) ; draw_circle (hdlg,180,0) ; draw_circle (hdlg,250,0) ;usleep(num); 这样当led被控制一次，圆也要重绘一次。6心得体会先罗列我这次设计遇到的问题和解决方案：安装qvfb时配置不成功：运行./configure -prefix=/usr/ -with-qt-dir=/usr/lib/qt3/ -with-qt-includes=/usr/include/qt3 -with-qt-libraries=/usr/lib/qt/让minigui可执行程序在虚拟机上运行：在mg-samples-1.6.10目录下运行./configure和make即可，再运行qvfb&，修改参数，再运行./dialogbox（可以运行file dialogbox，查看文件格式，好像是有intel字样，表示可以在虚拟机上运行）。交叉编译：直接修改mg-samples-1.6.10/src下的dialogbox.c，改成自己想写的程序代码，运行make clean，再回到上一级目录就是mg-samples-1.6.10，将脚本文件simplecorss.sh复制到此目录下，运行./ simplecorss.sh，再运行make，回到mg-samples-1.6.10/src下查看是否有dialogbox可执行程序，同时运行file dialogbox，查看文件格式，是否有arm字样，如果有则交叉编译成功。脚本文件simplecorss.sh包含了需要用到的库并指定了交叉编译器，使用起来较为方便，感谢老师为我们提供的方便。将交叉编译的可执行程序dialogbox传送到开发板后，运行./dialogbox，出现permission denied：运行：chmod 777 dialogbox./dialogbox在开发板上无法点击最上层的界面：注销qt使用鼠标或键盘作为输入设备：修改配置文件minigui.cfg驱动设备无法启动：led_fd = open(/dev/gpio-control, o_rdwr | o_noctty | o_ndelay); 其中设备名要和开发板上/dev/目录下的设备名一致，打开方式应为可读可写，而不是只读。关掉开发板上的led-player进程，使led完全受我的minigui可执行程序控制：在运行dialogbox前，先在超级终端里输入ps，查看