4．6．2系统扩展接口电路设计
系统扩展接口主要包括按键接口，蜂鸣器接口两部分。其中，按键接口外接 +3．3V电源，在有按键按下再抬起时形成下降沿用于触发ARM中断；蜂鸣器接 口的主要作用是在ARM接收端接收到有效数据蜂鸣器发声，提示用户收到数据， 该接口利用S3C4480x的GPE6线，通过MM74HC04M反向器将GPE6输出的
低电平翻转并经过9014三极管放大，驱动蜂鸣器发声，在设计中，外接了二极 管避免了蜂鸣器产生的振荡电流对接口的影响，图4．17为上述接口的原理图。
第四章红外激光通信系统硬件平台的设计
图4．17按键蜂鸣器接口原理图
4．7 PCB印刷线路板的设计
4．7．1红外调制解调模块PCB设计要点
针对红外调制模块的PCB设计的主要问题在于如何避免产生红外激光的瞬 间强电流对于电路中易损件的冲击。因此在PCB布线时，采取以下措施：图4．18 为红外调制模块的PCB设计图。
l、尽量采用45。角布线的原则，减少信号传输中的“死角”。 2、信号线和电源线采用30～50mil的粗线(1mil=0．0254mm)。 3、将集成电路NE555(U1)与大功率元器件红外激光管(LD)远离放置，周
围放置保护电容CUl，防止激光管工作时的电流冲击。
4、电位器RWl，RW2放置在易调节的位置，方便操作。
第四章红外激光通信系统硬件平台的设计
图4．1 8激光调制模块PcB图
解调模块的PcB设计相对比较简单，主要技术工作集中在将5块TsOPl738 集成在一块PcB中，这样做的目的在于增人接收面积，使发送方不必精确对准 发送模块，只需要方向上保持一致即可。红外激光解调模块PcB见图4·】9。 图4．19激光解调模块PcB目
第四章红外激光通信系统硬件平台的殴计
4 7 2ARM主板PcB设计
本文在设计ARM主扳时主要考虑了以下问题：
】、ARM核心板Fs4480本身具有振荡电路，分频电路，在工作时可能会对主板 上的反向器，集成电路等元件造成干扰。为了避免该问题，对ARM主板表 面进行了覆铜处理，增强了主板的抗干扰性。
2、主板上接口较多，有些模块的安装具有方向性，极性错误很可能导致模块损 坏，因此在主板上明示了模块的安装方向，并合理的安排了接口问的布局， 为模块的安装预留了充分的空间
3、MAxl 703输出最大电流达到1 5A，在布线叫也采用了50m1I的电源线和地
线。基于以上几点．本文设计ARM主板如图4-20所示：
4 8本章小结 图4—20ARM主板PcB圈
本章是本文的重点章节，主要介绍了红外激光通信系统硬件平台搭建的整个 过程。在硬件设计部分中，红外调制解调模块的设计足本章的亮点，针对红外激 光工作特性，本文设计了一种低占空比可调式直流脉冲生成电路用咀驱动激光管 的工作，并在关键部分墩置限流电阻和保护电容，保证系统的稳定工作。在PcB 设计巾，本文充分运剧各种设计手段，提高丁系统抗强电流干扰能力。在实践中， 本文设计的硬件平台运行稳定可靠，没有出现团强电流冲击导致元器件损坏的情
}兕。
第五章基于S3C4480X的ARM驱动层程序实现
第五章基于S3C44BOX的ARM驱动层程序实现
5．1红外激光通信系统驱动程序整体设计思路
红外激光通信系统的主要任务是实现数据的远距离传输工作，因此在设计本 系统驱动程序之前，第一步要做的工作是分析整个系统中的数据流，确定利用。 S3C4480X芯片上的哪些资源。ARM系统中的数据流如图5．1所示
， 、r 1 ， 、
欲发送信息
虎-一一小
信息通过蓝牙发送到——-^ ARM暂存蓝牙发送的信
暂存于PDA k——√ ARM，并可以回送到———∥ 息，并逼过UART发送到
由PDA确认数据是否碓确红外调制模块并输出
L J L J L J
被发送信息 显示在PDA 上
ARM将接收到的数据进 行合法型判断，判断是完 整的数据包，经蓝牙发送 TSOPl738解调模块接收
红外数据，通过UA盯接
收到ARM系统处理
臣困
图5．1红外通信系统整体数据流向图
首先确定的是，删主板上主要包括红外调制解调模块和蓝牙模块两部分。
由于红外激光传输的单向性，因此可以认为在发送方和接收方通信模式中，红外 传输数据流是单向的，为了保证数据传输的单向性，在系统驱动程序设计中，本 文将发送方和接收方的驱动程序分别设计，即发送方的ARM系统只负责向通过 红外激光外发送数据，而接受方负责接收该数据并确认该数据是否合法有效。但 对于蓝牙模块来讲，则没有这种数据传输方向性的限制，一旦建立蓝牙连接，双 方可以进行全双工的通信。因此在设计时需要将红外模块和蓝牙模块分别处理， 本文中利用S3C4480x自带的两组uART实现了上述两组模块的数据传输问题。 另外，如何控制数据的发送和接收是需要驱动程序解决的另一个问题，通过
分析数据流，本文认为，AI洲上的主要的中断发生在有数据到来的时刻，
第五章基于S3C4480X的ARM驱动层程序实现
S3C44BOX对于UART上的数据读取有专门的中断pISR。URXD0，pISR。UIⅨDl 当uART上有数据到来需要读取是，触发该中断，通过设置中断入口向量，系
统自动转到相应的中断服务程序。对于发送端，还需要添加按键中断，当有按键 按下时，中断触发，ARM将暂存的信息通过红外调制模块发送。 通过上述分析，本文设计ARM驱动方案如下：
l、发送端，接收端的UART0作为蓝牙与ARM的通信管道，UARTl作为红外
模块与Al洲的通信管道。
2、发送端设置中断Eint4567lsr()和Receivejntemlpt(UARTO)。 3、接收端设置中断ReceiVe—Intemlpt(UARTl)。 5．2发送端驱动程序设计与实现
发送端驱动程序设计的主要工作集中在MCU工作端口初始化，中断向量与 中断服务程序映射关系的建立以及中断服务程序的编写工作。图5-2为发送端驱 动程序流程图。在具体实现过程中，分为MCU内核的初始化和中断服务程序编 写两部分。
图5．2发送端AItM驱动程序流程图
第五章基于S3C4480X的ARM驱动层程序实现
5．2．1发送端MCU内核初始化
在S3C44BOX加电工作时，其需要设置一些寄存器的值，使其能够满足本系 统工作的需要，在本系统中S3C4480X的初始化主要完成以下步骤： 1、CACHE初始化：
设置rSYSCFG=CACHECFG： ／／允许写BuFFER，使用8KBCACHE 2、端口初始化：
通过Port lnit()函数实现，本文中主要用到S3C44BOx的G端口，因此在
Polt Init()函数中添加如下代码：
rINTCON=0x 1：
／／设置中断模式为矢量中断模式，允许MCU响应IRQ，禁止响应FIQ。
rPCONG=0xf骶／／开启所有中断EINTl～7
rEXT附T=Ox22222222： ∥设置中断触发方式为下降沿触发
rINTMsK=～(BIT—GLOBAL IBIT—EINT4567IBIT—-URxD0)；
／／设置中断屏蔽寄存器，屏蔽除GLOBAL(全局中断)，EINT4567(按键 中断)，URXDO(UART0口读数据中断)以外的所有中断。 3、ISR(中断服务程序初始化)： 通过函数ISR Init()实现，主要包括： pISR_E烈T4567=(int)Eint4567Isr； pISR_URXD0=(unsigned)ReceiVe_lmerrupt；
／木关联中断向量地址和中断服务程序的入口地址，在S3C44BOx中 pISR_EⅣT4567被声明为(IsR_STARTADDRESS+0x74)，plsR-URXDO被声 明为(ISR STARW山DRESS+Ox3c)由于中断被设置成下降沿触发，当上述两 向量地址上出现一个高低电平转换时，转到对应的服务程序进行处理。枣／ 至此，发送端驱动程序初始化工作完成，初始化完成后，系统进入循环等待 状态，直到MCU响应某中断，转入相应的中断服务程序。 5．2．2发送端中断服务程序的实现
函数Eint4567Is“void)为发送端按键中断处理函数，其功能是通过按键把 keyBufa中的数据通过UAI玎l的TXl发送出去，如图5-3所示：
外部中断源：
按键
蝴她H=蠹赫掣呲邮
图5．3按键中断程序功能说明
4l
第五章基于S304480x的ARM驱动层程序实现
关键代码实现如下：
rEXTnⅥTPND=Oxf．
n—lSPC=B11i-EINT4567； Uarc-Select(1)； Uart-SendString(head)； UaILSendString(keyBuf．a)；
Uart--SendString(keyBufa)；
Uart-SendString(keyBufIa)； Uarc-SendString(tail)；
／／由于EINT4567共享一个中断源在每次进入、 E烈T4567中断时都要清除EXTmTPND寄存器。 ∥清除I ISPC寄存器与被响应中断对应的 pending位，代表MCU已经响应该中断。 ／／选择UARTl，数据发送到红外调制模块 ／／发送头部信息。
∥发送有效信息三次，在接收端校验。 ∥发送尾部信息。
函数Receive-Interrupt(void)为发送端数据接收中断处理函数。数据从 uARTO口接收，它的功能是将发送端PDA经蓝牙发送过来的信息暂存并发回 PDA进行校验，见图5．4。
外部中断源： 待发送信息通过蓝牙输出到发 uARTO接收中中断处理送端ARM系统，等待经红外发 断送。
图5-4 ReceiVe_IntemIpt()功能说明 关键代码包括以下部分：
rI ISPC=BIT uRxDO： ／／清除中断标志位
data=RdURxHO()； ／／通过UART0的IⅨO来接收PDA传过来的数据。
i弼<100)
{keyBufD++]=data；
if(data—t＼r’) ∥读到数据尾部 {m．j；
for(k=0；k keyBufa[k】_keyBuf【k】；∥开辟缓冲专门存放有效数据 Uan Select(O)； ／／选择蓝牙串口UART0 uan-Sendstring(keyBuf)；／／目的把接收的数据回传给PDA，验证通 过蓝牙传输的数据是否正确。 j=O；}) 42 第五章基于S3C4480X的ARM驱动层程序实现 else {j=O； Uan-Select(O)； UatPrintf(1tBu仃er Overnow!＼n’’)；／／超出缓冲区大小，报错退出。 5．3接收端驱动程序设计与实现 红外激光通信系统接收端和发送端相比由于不需要按键发送信息，所以只需 要设计一条针对UARTl口数据接收中断。程序架构与发送端类似，只是有功能 上的不同，具体流程图见图5．5。 图5．5接收端驱动程序流程图 由于工作模式类似，接收端的内核初始化过程和发送端基本相同，不同仅在 于rINTMSK(中断屏蔽寄存器)设置和ISR初始化过程。因此，在本节只是简要 介绍其不同之处，其余过程不在赘述： 第五章基于S3C44BOX的ARM驱动层程序实现 11fNTMSK=一(BIT-GLOBALIBIT．』RXD 1)； ∥屏蔽除GLOBAL(全局中断)，URXDl(uARTl口读数据中断)以外的所有中断。 pISlt』RXDl=(unsigned)ReceiVeLIntelTupt； ／／关联中断向量地址pISR I爪xDl和中断服务程序ReceiVe-IntemIpt()。 5．3．1接收端中断服务程序实现 接收端中断服务程序主要作用是实现数据的缓存，为发送给PDA做准备， 在这设计期间采用过两种方案：一是实现数据的转发，由于接收端是按字节接收 数据，因此在每接收到一个字节之后就通过蓝牙向PDA转发一个字节，但由此 带来一个问题就是数据完整性的不到判断，无法实现接收到一个完整数据包时让 蜂鸣器工作。因此采用了第二套方案，将接收到的数据缓存，等读取到结束标志 时，再判断缓冲区中的数据包是否完整，具体流程详见图5．5。 中断服务函数Receivejntemlpt(void)关键实现代码如下： rI ISPC=BIT u1ⅨD1； ／／清除中断标志位 data=RdURXHl()； ／／接收数据。 if(data!=’#’) { if((data>=’a’)&&(data<_’z’))∥判断接收数据的合法性，合法数据暂存 { reTemp[countre】-data； COUntre++； retUm： ) ??同上，主要判断是否为数字和大写字母等 else {coun仃e=O；∥读到其它字符，如乱码重新读 retIJln： ) }∥读到报尾结束标志，判断报尾前4．bit数据是否符合协议定义 else if((reTemp[counter．4]==tb’)&&(reTemp[counter-3】_2’1’)&& (reTemp【counter-2】==’a‘)&&(reTemp[counte卜l】=亍’O’)) {