实习专题报告V3.0.doc

哈尔滨工程大学本科生毕业实习专题报告 实习专题报告题 目：多媒体数码相框之主界面模块的设计与实现实习名称： 毕业实习班 级： 080613学 号： 08061704学生姓名： 张坤指导教师： 陈志远哈尔滨工程大学2011年9月9日9摘 要随着各种嵌入式产品深入到人们的生活中，人们开始想象着能够有一款产品可以储存并播放各种照片，这样不仅可以提高人们的生活情调，而且可以避免普通的照片因为年代久远而变色发黄的现象。在此背景下，设计开发一款能满足大众需求的一款多媒体数码相框就显得尤为重要。这款多媒体数码相框具有电子相册功能，可以存储和播放bmp和png格式的相片，不仅支持图片的单张显示，还支持图片的幻灯片播放，根据用户的需要自定义单张图片的停留时间。在播放图片的时候，还支持图片的不同载入效果。不仅如此，这款多媒体数码相框还可以让图片全屏显示，在自动播放图片的时候用户也可以手动的切换图片，达到了人性化的设计。同时这款多媒体数码相框还具有音乐播放的功能，可以让用户在观看图片的时候还能聆听美妙的音乐。在不使用的时候，这款数码相框放在书桌上，能够显示时间，同时根据用户的需要，进行时间的修改。在设计这款数码相框的时候，充分考虑用户的需求，很人性化的加入了皮肤的设置和更换的功能，让用户根基自己的喜好，可以随意更改界面的皮肤。本设计的核心是基于ARM平台的系统移植与基于QT的应用程序设计。首先根据系统的总体设计思路选择合适的硬件组合；然后再此基础上进行嵌入式Linux的移植，QT Embedded/Qtopia的移植，以及最后QT图形界面的设计。关键词：多媒体数码相框；Linux；QT Embedded/Qtopia；ARM随着信息化、智能化、网络化的发张，嵌入式系统成为当前最热门最有发展前途的IT应用领域之一。嵌入式系统用在一些专用设备上，通常这些设备的硬件资源（如处理器、存储器等）非常有限，并且对成本很敏感，有时对实时响应要求很高。特备是随着消费家电的智能化，嵌入式更显得很重要。嵌入式技术不单在仪器仪表、汽车、航空航天等领域发张迅猛，在个人消费电子产品领域更是一枝独秀。多媒体数码相框正是这样一种嵌入式技术应用的代表产品，也是一种典型的消费电子产品。直观的说，数码相框是以数码格式的照片代替纸质的照片，通过一份液晶屏幕显示出来，它既拥有传统相框的精致，怀旧意味极浓的外观设计和轻便，随意摆放的功能，又彻底改变了传统相框纸质静态照片的单一展示方式。它采用了直接读取SD存储卡和内部存储器的工作方式，用幻灯片显示的数码相片将静态照片所取代，避免了污损、变旧和丢失。数码相框是时尚的电子消费品，也是家庭必备的装饰品。它继承了数码的时尚和相框的温情，用途十分广泛。比如，可以作为商务礼品、节日礼品、纪念品、展览展示等。随着多媒体数码相框的大众化，一定会出现越来越多有意思的创意应用，为我们的平淡的生活带来无穷的乐趣。1可行性分析国外市场2001年多媒体数码相框开始出现于欧美市场 2005年，数码相框产品开始在热销，同时全球销量达到149万台 2006年，锁着数码相框平均单价从2005年的$269下降到2006年的$148，全球数码相框的销售量同比增长393%，达到了735万台。 未来几年，数码相框的市场将处在逐渐走向成熟期的阶段，其产销量和市场需求依然将保持大幅度的增长。下图1.1为2005年到2010年国外数码相框销售量与年增长利率的曲线图。图1.1 2005-2010国外数码相框销售量与年增长率国外市场 2005年底Philips率先将数码相框开始在中国推广，主要是在礼品市场 但由于销售价格较高，约为2050元/台，其销售量约仅有1.7万台。 2006年下半年，开始有更多的国内厂商在中国市场退出数码相框产品因而也带动了此产品价格的下降，2006年的销售量同比增长了470.6%，达到9.7万台。图1.2为国内数码相框销售增长图。图1.2 国内数码相框销售量增长图目前状况分析 调查发现，国内外市场上的数码相框产品，大致分为两个层次，低端和高端产品 低端产品价格为500-1000元，实现功能有电子相片显示，日历显示，闹钟提醒。 高端产品价格为1000元-1800元左右，除了以上功能外，还加入了视频播放和音频播放。 无论高端或低端的产品大部分没有操作系统 大部分数码相框的产品没有无线链路的接入。我们特色 保持数码相框目前市场上的基本功能 Linux操作系统，功能强大，便于软件升级和功能扩充2 系统架构与软硬件方案2.1 系统结构多媒体数码相框是一款集图片播放，音乐播放，时间显示与设置，皮肤选择于一体的电子产品。根据需求分析和设计，其系统结构图如图2图2 系统结构图主界面模块主要实现向其他各个模块的跳转，并且有模拟时钟显示功能，并能根据用户在时间设置模块中的设置，显示时间2.2 硬件方案本设计采用ARM9CPU_S3C2410作为硬件支持，ARM9-S3C2410处理器，ARM920T核由ARM9TDMI，存储器管理单元MMU和高速缓存三部分组成。其中，MMU可以管理虚拟内存，高速缓存由独立的16KB地址和16KB数据高速Cache组成。ARM92T0有两个内部协处理器：CP14和CP15。CP14用于调试控制，CP15用于存储系统控制以及测试控制。总的资源如下：内核工作电压为1.2V，内存工作电压兼容1.8V/2.5V/3.3V，外围I/O口使用3.3V，集成16KB的指令缓存和16KB的数据缓存，带MMU（Memory Management Unit），支持SRAM和SDRAM等内存。LCD控制器接口（最高支持4K的STN和256色的TFT）4通道DMA控制器3通道URAT2通道SPI接口IIC总线接口MMC/SD存储卡接口2通道USB主机接口和1个复用的USB设备接口4通道PWM（脉宽调制）定时器和1个看门狗定时器8通道10位ADC和一个触控屏接口2.3此硬件方案的优势本设计采用ARM9CPU_S3C2410作为硬件支持其优势为：(1)系统芯片功能强大，实现的功能多，对于新的多媒体格式支持性好，只需要安装更新的软件；(2)硬件电路简单，可采用标准电路，不需要耗费过多的资源（人力，资金等）；(3)因为有(2)的优势，可以在硬件上增加模块，留作二次开发使用，极为方便；(4)S3C2410是一个比较成熟的芯片，技术积累齐全；(5)S3C2410支持丰富的存储卡接口。2.4 软件设计方案本设计采用的是嵌入式Linux系统。嵌入式Linux（Eembedded Linux）是指对Linux经过裁剪小型化后，可固化在存储器或单片机中，应用于特定嵌入式场合的专用Linux操作系统。Linux做嵌入式的优势：首先，Linux是开放源代码，是遍布全球的众多Linux爱好者和Linux开发者的强大技术支持；其次，Linux的内核小，效率高，内核的更新速度很快，Linux可以定制，其系统内核最小只有约134KB；第三，Linux是免费的OS，在价格上极具竞争力。Linux还有着嵌入式操作系统所需要的很多特色，突出的就是Linux适应于多种CPU和多种硬件平台，是一个跨平台的系统。到目前为止，它可以支持二三十种CPU。而且性能稳定，裁剪性很好，开发和使用都很容易，移植性很强，移植的深度远远超过Java的开发环境，即用Linux环境开发的产品，二次开发方便。同时，Linux内核的结构在网络方面是非常完整的，Linux对网络中最常见的TCP/IP协议有最完备的支持，提供了包括十兆，百兆，千兆的以太网络，以及无线网络，令牌环网，光纤甚至卫星的支持。还有使用Linux开发无线连接产品的开发者越来越多。2.5采用Linux操作系统的优势Linux是我国软件的国策，尤其是在IT行业，庞大的使用群体，开放的体系和丰富资源使得Linux将是日后普及和推广的重点。Linux的优越性日益凸显，Linux将是我们学习和工作实用的首选。目前，很多网络技术，服务器，网络设备都是基于Linux操作系统，并且在不少时尚的手机、PDA、媒体播放器等消费类电子产品中已经广泛使用Linux作为操作系统。在Linux软件国策的指引下，Linux已经得到很大的普及。很多学生已经自发的通过书籍、互联网等资源学习Linux。综上所述，提高技术水平就是以市场流行需求为导向进行研发，特别是像嵌入式这种工程类的技术。在条件允许的情况下，我们甚至应该时刻与国际接轨，掌握当前最领先的技术。3 模块的功能点3.1 模块实现技能点控制部分向图片播放模块的跳转 用户点击图片播放按钮，界面跳转到图片播放模块向音乐播放模块的跳转 用户点击音乐播放按钮，界面跳转到音乐播放模块向时间设置界面的跳转用户点击时间日期按钮，界面跳转到系统设置模块皮肤选择功能 用户点击皮肤选择按钮，界面弹出皮肤选择对话框，用户可进行皮肤设置显示部分：在时间显示区域以模拟时钟方式显示当前的系统时间。3.2 函数调用关系本模块主要实现的是向其他模块的跳转，因此，在编码实现的过程中，主要是函数的调用关系。其主函数为main(),主界面的显示函数为mainwinshow()，向图片播放界面跳转的接口函数为showPicWin（），向音乐播放界面跳转的接口函数为showMusicWin（），向时间设置界面跳转的接口函数为showDateTimeWin（），显示模拟时钟的函数为showTime（），其函数调用关系如图3main() mainwin.show connect() showPicWin() connect() showMusicWin() connect() showDateTimeWin () showTime()filewin()图3 函数调用关系图4 最终成果及测试经过需求分析，概要设计，详细设计，编码之后，所得主界面如下图4所示。图3为最终效果图 图4 主界面经过测试，最终主界面能够实现向各个模块的跳转，并且能够准确的显示系统时间，可进行皮肤的选择。需求分析阶段所要求的功能基本实现，但是最终没有在主界面实现图片预览的功能，主要是因为在这个项目开发的过程中，各个模块之间只是确定了接口函数，而图片预览和图片播放模块的联系甚大，而且，基本上为单个模块单独开发，加上技术有限，所以，这一功能没有实现，是一大遗憾。5 总结本数码相框的设计，利用QT/Embedded GUI中队图片的处理类已经实现了对多种格式的相片的单张播放和幻灯片播放的显示，并能够播放音频文件，实现了通过SD卡和内部存储卡读取数据的功能。因为时间和技术的限制，本数码相框还有很多不足，因此二次开发的空间很大，可以继续添加诸如视频播放，WIFI，红外和蓝牙等无线传输等功能。参考文献1蔡志明，卢传富，李立夏，等精通Q