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1、嵌入式系统应用实例嵌入式系统应用实例2 2 在在在在核核核核心心心心板板板板上上上上集集集集成成成成了了了了微微微微处处处处理理理理器器器器、64MB 64MB 64MB 64MB SDRAMSDRAMSDRAMSDRAM和和和和64MB 64MB 64MB 64MB NAND NAND NAND NAND FlashFlashFlashFlash模模模模块块块块及及及及部部部部分分分分支支支支持持持持电电电电路路路路。在在在在系系系系统统统统板板板板上上上上设设设设计计计计有有有有与与与与核核核核心心心心板板板板连连连连接接接接的的的的接接接接口口口口，同同同同时时时时又又又又集集集集成成成
2、成有有有有显显显显示示示示器器器器接接接接口口口口，以以以以太太太太网网网网接接接接口口口口，USBUSBUSBUSB接接接接口口口口，串串串串口口口口，CFCFCFCF卡卡卡卡和和和和IrDAIrDAIrDAIrDA条条条条形形形形码码码码扫扫扫扫描描描描接接接接口口口口等等等等各各各各种种种种外外外外设设设设及及及及以以以以相相相相应应应应的的的的控控控控制制制制部部部部件件件件，另另另另外外外外还还还还有有有有电电电电源源源源管管管管理理理理与与与与转转转转换换换换等等等等一一一一些些些些附附附附属属属属电电电电路路路路。31313131键键键键的的的的专专专专用用用用键键键键盘盘盘盘是
3、是是是采采采采用用用用超超超超低低低低功功功功耗耗耗耗的的的的MSP430MSP430MSP430MSP430单单单单片片片片机机机机作作作作为为为为控控控控制制制制器器器器来来来来对对对对键键键键盘盘盘盘进进进进行行行行编编编编解解解解码码码码，通通通通过过过过自自自自定定定定义义义义的的的的串串串串行行行行键键键键盘盘盘盘口口口口接接接接入入入入系系系系统统统统板板板板。显显显显示示示示部部部部分是采用分是采用分是采用分是采用192*64 LCD192*64 LCD192*64 LCD192*64 LCD字符型显示器。字符型显示器。字符型显示器。字符型显示器。本本本本章章章章首首首首先先先
4、先介介介介绍绍绍绍了了了了系系系系统统统统硬硬硬硬件件件件部部部部分分分分设设设设计计计计及及及及工工工工作作作作原原原原理理理理，在在在在软软软软件件件件部部部部分分分分介介介介绍绍绍绍了了了了Windows Windows Windows Windows CECECECE操操操操作作作作系系系系统统统统的的的的移移移移植植植植和和和和定定定定制制制制，驱驱驱驱动动动动程程程程序序序序和和和和支支支支持持持持软软软软件件件件的的的的编编编编制制制制。盘盘盘盘点点点点机机机机除除除除了了了了支支支支持持持持常常常常用用用用的的的的设备，还需要支持串口条形码扫描仪，设备，还需要支持串口条形码扫描
5、仪，设备，还需要支持串口条形码扫描仪，设备，还需要支持串口条形码扫描仪，CFCFCFCF卡等设备。卡等设备。卡等设备。卡等设备。第1页/共43页3 3实物图片实物图片便携式盘点设备外观第2页/共43页4 49.2 9.2 硬件平台的设计硬件平台的设计 嵌入式设备的硬件架构一般都是以嵌入式微处理嵌入式设备的硬件架构一般都是以嵌入式微处理嵌入式设备的硬件架构一般都是以嵌入式微处理嵌入式设备的硬件架构一般都是以嵌入式微处理器为核心，通过处理器接口扩展以及系统硬件的支持，器为核心，通过处理器接口扩展以及系统硬件的支持，器为核心，通过处理器接口扩展以及系统硬件的支持，器为核心，通过处理器接口扩展以及系统
6、硬件的支持，把众多的外设单元集成到整个系统中，并通过把众多的外设单元集成到整个系统中，并通过把众多的外设单元集成到整个系统中，并通过把众多的外设单元集成到整个系统中，并通过CPLD CPLD CPLD CPLD 等逻辑转换器件和其它硬件电路完成对外设模块进行等逻辑转换器件和其它硬件电路完成对外设模块进行等逻辑转换器件和其它硬件电路完成对外设模块进行等逻辑转换器件和其它硬件电路完成对外设模块进行读写和控制操作。读写和控制操作。读写和控制操作。读写和控制操作。物流盘点机系统硬件原理框图如图物流盘点机系统硬件原理框图如图物流盘点机系统硬件原理框图如图物流盘点机系统硬件原理框图如图9-1abc9-1a
7、bc9-1abc9-1abc所示，所示，所示，所示，硬件部分主要包含有核心板，系统板和专用键盘及硬件部分主要包含有核心板，系统板和专用键盘及硬件部分主要包含有核心板，系统板和专用键盘及硬件部分主要包含有核心板，系统板和专用键盘及 LCDLCDLCDLCD显示器三个部分。显示器三个部分。显示器三个部分。显示器三个部分。1 1 1 1）系统核心板简介）系统核心板简介）系统核心板简介）系统核心板简介 核心板是整个系统的核心，集成了盘点机系统的核心板是整个系统的核心，集成了盘点机系统的核心板是整个系统的核心，集成了盘点机系统的核心板是整个系统的核心，集成了盘点机系统的微处理器、微处理器、微处理器、微处
8、理器、SDRAMSDRAMSDRAMSDRAM单元、单元、单元、单元、NAND FlashNAND FlashNAND FlashNAND Flash单元以及它们所单元以及它们所单元以及它们所单元以及它们所需要的辅助部件，如晶体振荡器（需要的辅助部件，如晶体振荡器（需要的辅助部件，如晶体振荡器（需要的辅助部件，如晶体振荡器（12MHZ12MHZ12MHZ12MHZ和和和和32KHZ32KHZ32KHZ32KHZ两组）两组）两组）两组），电源模块等等。核心板图和，电源模块等等。核心板图和，电源模块等等。核心板图和，电源模块等等。核心板图和PCBPCBPCBPCB板图如图板图如图板图如图板图如图9
9、.1b,c9.1b,c9.1b,c9.1b,c所所所所示。示。示。示。第3页/共43页5 5 图图9.1a9.1a硬件平台示意图硬件平台示意图第4页/共43页6 6 2 2 2 2）FlashROMFlashROMFlashROMFlashROM程序存储器程序存储器程序存储器程序存储器 在核心板中，微处理器采用的是基于在核心板中，微处理器采用的是基于在核心板中，微处理器采用的是基于在核心板中，微处理器采用的是基于ARM920TARM920TARM920TARM920T核的核的核的核的S3C2410S3C2410S3C2410S3C2410微处理器。系统的程序存储器采用的是微处理器。系统的程序存
10、储器采用的是微处理器。系统的程序存储器采用的是微处理器。系统的程序存储器采用的是NAND NAND NAND NAND FlashFlashFlashFlash，芯片的型号是，芯片的型号是，芯片的型号是，芯片的型号是SamsungSamsungSamsungSamsung公司的公司的公司的公司的K9F1208K9F1208K9F1208K9F1208，容量为，容量为，容量为，容量为64MB64MB64MB64MB，NAND FlashROM NAND FlashROM NAND FlashROM NAND FlashROM 接口电路原理如图接口电路原理如图接口电路原理如图接口电路原理如图9-2
11、9-29-29-2所示。所示。所示。所示。它按页进行自动编程，每一页大小为它按页进行自动编程，每一页大小为它按页进行自动编程，每一页大小为它按页进行自动编程，每一页大小为528528528528（512+16512+16512+16512+16）字节，编程的典型时间为）字节，编程的典型时间为）字节，编程的典型时间为）字节，编程的典型时间为200200200200 s s s s。擦除。擦除。擦除。擦除则按照块进行，每一块的大小为则按照块进行，每一块的大小为则按照块进行，每一块的大小为则按照块进行，每一块的大小为16K16K16K16K字节，典型的擦除字节，典型的擦除字节，典型的擦除字节，典型的
12、擦除时间为时间为时间为时间为2ms2ms2ms2ms。它在页面中读取单个数据的时间为。它在页面中读取单个数据的时间为。它在页面中读取单个数据的时间为。它在页面中读取单个数据的时间为50ns50ns50ns50ns。K9F1208K9F1208K9F1208K9F1208总共有总共有总共有总共有48484848个引脚，起作用的只有个引脚，起作用的只有个引脚，起作用的只有个引脚，起作用的只有8 8 8 8根根根根I I I IO O O O口线、口线、口线、口线、读写控制线和电源线等。读写控制线和电源线等。读写控制线和电源线等。读写控制线和电源线等。I I I IO O O O口是地址、命令输入和
13、口是地址、命令输入和口是地址、命令输入和口是地址、命令输入和数据输出输入的复用端口。数据输出输入的复用端口。数据输出输入的复用端口。数据输出输入的复用端口。K9F1208K9F1208K9F1208K9F1208还提供了还提供了还提供了还提供了ECCECCECCECC错错错错误纠正码，实现坏区检测以及实时映射，这样它具有误纠正码，实现坏区检测以及实时映射，这样它具有误纠正码，实现坏区检测以及实时映射，这样它具有误纠正码，实现坏区检测以及实时映射，这样它具有高达高达高达高达10101010万次的编程擦除周期，数据保存长达万次的编程擦除周期，数据保存长达万次的编程擦除周期，数据保存长达万次的编程擦
14、除周期，数据保存长达10101010年。年。年。年。在在在在S3C2410S3C2410S3C2410S3C2410内部集成有内部集成有内部集成有内部集成有NAND FlashNAND FlashNAND FlashNAND Flash控制器，可以在硬件控制器，可以在硬件控制器，可以在硬件控制器，可以在硬件上直接与上直接与上直接与上直接与NAND FlashNAND FlashNAND FlashNAND Flash相连。在盘点机中，相连。在盘点机中，相连。在盘点机中，相连。在盘点机中，NAND FlashNAND FlashNAND FlashNAND Flash被用作装载操作系统镜像以及大
15、容量的数据存储，同被用作装载操作系统镜像以及大容量的数据存储，同被用作装载操作系统镜像以及大容量的数据存储，同被用作装载操作系统镜像以及大容量的数据存储，同时也是系统启动存储器。时也是系统启动存储器。时也是系统启动存储器。时也是系统启动存储器。第5页/共43页7 7图图9.1b 9.1b 核心板部分的示意图核心板部分的示意图 核心板是整个系统的核心，集核心板是整个系统的核心，集成了盘点机系统的处理器，成了盘点机系统的处理器，SDRAMSDRAM单元，单元，NAND FlashNAND Flash单元以单元以及它们所需要的辅助部件及它们所需要的辅助部件 第6页/共43页8 8图图9.1c 9.1
16、c 核心板核心板PCBPCB图（图（6 6层）层）第7页/共43页9 9图图图图9-2 NAND FlashROM9-2 NAND FlashROM9-2 NAND FlashROM9-2 NAND FlashROM的原理图的原理图的原理图的原理图第8页/共43页1010 3)SDRAM 3)SDRAM随机存储器随机存储器 SDRAMSDRAM被用来运行操作系统以及被用来运行操作系统以及各类数据的缓存，图各类数据的缓存，图9-39-3是核心板是核心板 SDRAM SDRAM 接口部分的原理图，系统采接口部分的原理图，系统采用两片用两片HY57V561620 16M16Bit HY57V5616
17、20 16M16Bit SDRAMSDRAM芯片，共同组成芯片，共同组成32Bit32Bit数据宽数据宽度，度，64MB64MB内存。内存。HY57V561620HY57V561620是一款是一款4Banks4M16Bit4Banks4M16Bit的的SDRAMSDRAM芯片，芯片，采用采用3.3V3.3V电源供电，比较适合嵌入电源供电，比较适合嵌入式系统。式系统。SDRAMSDRAM与其它的与其它的RAMRAM相比，相比，有许多独特的优点，容量大，功耗有许多独特的优点，容量大，功耗低，速度快，最快可以工作在低，速度快，最快可以工作在166MHz166MHz频率下，通常存储时间为频率下，通常存
18、储时间为10ns10ns。在高速存储系统中。在高速存储系统中SDRAMSDRAM是必是必不可少的外部存储设备。不可少的外部存储设备。SDRAMSDRAM通过通过S3C2410S3C2410片内的片内的SDRAMSDRAM控制器来管理，控制器来管理，SDRAMSDRAM挂接在挂接在BANK6BANK6上。上。第9页/共43页1111图图图图9-39-39-39-3核心板核心板核心板核心板SDRAMSDRAMSDRAMSDRAM部分的原理电路图部分的原理电路图部分的原理电路图部分的原理电路图第10页/共43页1212 4 4 4 4）核心板电源）核心板电源）核心板电源）核心板电源 图图图图9-49
19、-49-49-4是是是是核核核核心心心心板板板板电电电电源源源源部部部部分分分分的的的的原原原原理理理理电电电电路路路路图图图图。图图图图中中中中，采采采采用用用用MIC5207MIC5207MIC5207MIC5207电电电电源源源源芯芯芯芯片片片片将将将将来来来来自自自自系系系系统统统统板板板板的的的的3.3V3.3V3.3V3.3V电电电电压压压压转转转转换换换换为为为为两两两两组组组组1.8V1.8V1.8V1.8V电电电电压压压压供供供供给给给给处处处处理理理理器器器器内内内内核核核核使使使使用用用用。核核核核心心心心板板板板上上上上还还还还有有有有一一一一些些些些辅辅辅辅助助助助电
20、电电电路路路路，包包包包括括括括上上上上拉拉拉拉电电电电阻阻阻阻，滤滤滤滤波波波波电电电电容容容容，以以以以及及及及供供供供处处处处理理理理器器器器使使使使用用用用的的的的主主主主时时时时钟钟钟钟晶晶晶晶振振振振，供供供供外外外外设设设设适适适适用用用用的的的的辅辅辅辅助助助助时时时时钟钟钟钟晶晶晶晶振振振振等等等等，它它它它们们们们一一一一起起起起构构构构成成成成了了了了ARMARMARMARM的的的的最最最最小小小小硬硬硬硬件件件件系系系系统统统统板板板板。系系系系统统统统所所所所使使使使用用用用的的的的S3C2410S3C2410S3C2410S3C2410处处处处理理理理器器器器是是是
21、是一一一一款款款款FBGAFBGAFBGAFBGA封封封封装装装装的的的的高高高高速速速速处处处处理理理理器器器器，运运运运行行行行时时时时钟钟钟钟频频频频率率率率为为为为203MHz203MHz203MHz203MHz，这这这这种种种种FBGAFBGAFBGAFBGA封封封封装装装装的的的的高高高高速速速速处处处处理理理理器器器器需需需需要要要要使使使使用用用用多多多多层层层层电电电电路路路路板板板板设设设设计计计计。本本本本系系系系统统统统核核核核心心心心板板板板工工工工作作作作在在在在高高高高速速速速信信信信号号号号下下下下，为为为为了了了了布布布布线线线线方方方方便便便便，减减减减少少
22、少少干干干干扰扰扰扰，采采采采用用用用了了了了六六六六层层层层电电电电路路路路板板板板设设设设计计计计，第第第第二二二二层层层层为为为为接接接接地地地地面面面面，四四四四层层层层为为为为电电电电源源源源面面面面，其其其其他他他他各各各各层层层层为为为为信信信信号号号号层层层层。核核核核心心心心板板板板通通通通过过过过标标标标准准准准144144144144芯芯芯芯SIMMSIMMSIMMSIMM插插插插座座座座与与与与母母母母板板板板连连连连接接接接。核核核核心心心心板板板板是是是是一一一一个个个个最最最最小小小小的的的的ARM9ARM9ARM9ARM9硬硬硬硬件件件件系系系系统统统统板板板板
23、，具具具具有有有有较较较较好好好好的的的的通通通通用用用用性性性性，可可可可以作为不同产品开发设计的基础。以作为不同产品开发设计的基础。以作为不同产品开发设计的基础。以作为不同产品开发设计的基础。第11页/共43页1313 图图9.4 9.4 电源原理图电源原理图第12页/共43页14149.2.29.2.29.2.29.2.2系统板（应用板）的组成与工作原系统板（应用板）的组成与工作原系统板（应用板）的组成与工作原系统板（应用板）的组成与工作原 系统板起两方面的作用，一方面对核心板提供支持。系统板起两方面的作用，一方面对核心板提供支持。系统板起两方面的作用，一方面对核心板提供支持。系统板起两
24、方面的作用，一方面对核心板提供支持。如为核心板供电，提供外设到核心板的连接，另一方如为核心板供电，提供外设到核心板的连接，另一方如为核心板供电，提供外设到核心板的连接，另一方如为核心板供电，提供外设到核心板的连接，另一方面为各种外设提供了接口。系统板主要集成有面为各种外设提供了接口。系统板主要集成有面为各种外设提供了接口。系统板主要集成有面为各种外设提供了接口。系统板主要集成有RJ-45RJ-45RJ-45RJ-45网网网网络接口、络接口、络接口、络接口、USB USB USB USB 主从设备接口、串行接口、主从设备接口、串行接口、主从设备接口、串行接口、主从设备接口、串行接口、LCDLCD
25、LCDLCD显示器显示器显示器显示器接口、接口、接口、接口、CFCFCFCF卡接口、键盘等接口电路。同时，还有包含卡接口、键盘等接口电路。同时，还有包含卡接口、键盘等接口电路。同时，还有包含卡接口、键盘等接口电路。同时，还有包含有一些相应的控制转换电路（如可编程器件有一些相应的控制转换电路（如可编程器件有一些相应的控制转换电路（如可编程器件有一些相应的控制转换电路（如可编程器件CPLDCPLDCPLDCPLD）和）和）和）和电源管理部分。核心板和母板之间采用标准电源管理部分。核心板和母板之间采用标准电源管理部分。核心板和母板之间采用标准电源管理部分。核心板和母板之间采用标准SIMMSIMMSI
26、MMSIMM插槽插槽插槽插槽连接，外设和系统板之间采用相应的外设接口连接。连接，外设和系统板之间采用相应的外设接口连接。连接，外设和系统板之间采用相应的外设接口连接。连接，外设和系统板之间采用相应的外设接口连接。其中可编程器件其中可编程器件其中可编程器件其中可编程器件CPLDCPLDCPLDCPLD采用的是采用的是采用的是采用的是AlteraAlteraAlteraAltera公司的公司的公司的公司的EPM3032ATC44-10EPM3032ATC44-10EPM3032ATC44-10EPM3032ATC44-10的的的的CPLDCPLDCPLDCPLD芯片。芯片。芯片。芯片。CPLDCP
27、LDCPLDCPLD器件可以实现高速器件可以实现高速器件可以实现高速器件可以实现高速的的的的FIFOFIFOFIFOFIFO或者利用其灵活的可编程性，可以作为核心板或者利用其灵活的可编程性，可以作为核心板或者利用其灵活的可编程性，可以作为核心板或者利用其灵活的可编程性，可以作为核心板与外部其他功能模块的通用接口（如实现了一个与外部其他功能模块的通用接口（如实现了一个与外部其他功能模块的通用接口（如实现了一个与外部其他功能模块的通用接口（如实现了一个IDEIDEIDEIDE接接接接口）。因为口）。因为口）。因为口）。因为S3C2410S3C2410S3C2410S3C2410本身没有本身没有本身
28、没有本身没有CFCFCFCF卡（半导体辅助存储器卡（半导体辅助存储器卡（半导体辅助存储器卡（半导体辅助存储器中的一种）接口，所以为了连接中的一种）接口，所以为了连接中的一种）接口，所以为了连接中的一种）接口，所以为了连接CFCFCFCF卡，必须采用转换卡，必须采用转换卡，必须采用转换卡，必须采用转换接口。实际系统中采用了总线接口的接口。实际系统中采用了总线接口的接口。实际系统中采用了总线接口的接口。实际系统中采用了总线接口的IDEIDEIDEIDE接口转换为接口转换为接口转换为接口转换为CFCFCFCF卡接口。卡接口。卡接口。卡接口。第13页/共43页1515 系系统统板板上上的的网网络络接接
29、口口芯芯片片采采用用CS8900CS8900网网络络接接口口芯芯片片。CS8900CS8900芯芯片片是是Cirrus Cirrus LogicLogic公公司司生生产产的的一一种种局局域域网网处处理理芯芯片片，它它的的封封装装是是100-100-pin pin TQFPTQFP，内内部部集集成成了了在在片片RAMRAM、10BASE-T10BASE-T收收发发滤滤波波器器，并并且且提提供供8 8位位和和1616位位两两种种接接口口。本本系系统统中中采采用用1616位位接接口口方方式式。以以太太网网接接口口原原理理图图如如图图9-6 9-6 所所示示，图图中中HR601627HR601627是
30、是一一种种脉脉冲冲变变压压器器，在在CS8900CS8900的的前前端端对对网络信号进行脉冲波形变换。网络信号进行脉冲波形变换。第14页/共43页1616 图图9.6 CS89009.6 CS8900网络接口原理图。网络接口原理图。第15页/共43页1717 系系统统采采用用了了一一款款专专用用显显示示器器1926419264型型LCDLCD显显示示器器。该该显显示示器器是是一一种种图图形形点点阵阵液液晶晶显显示示器器，它它主主要要由由行行驱驱动动器器、列列驱驱动动器器及及1926419264全全点点阵阵液液晶晶显显示示器器组组成成。可可完完成成图图形形显显示示，也也可可以以显显示示12412
31、4个个(16161616点点阵阵 )汉汉字字，采采用用3.3V3.3V电电源源供供电电，与与处处理理器器接接口口采采用用8 8位位并并行行输输入入输输出出数数据据总总线线和和8 8条条控控制制线线。S3C2410S3C2410处处理理器器内内部部集集成成了了LCDLCD控控制制器器，但但是是该该控控制制器器不不支支持持用用户户选选定定的的显显示示器器，只只能能采采用用其其他他方方式式接接入入该该款款显显示示器器，实实际际采采用用的的是是直直接接挂挂接接到到处处理理器器的的通用通用I/OI/O口上的方式。口上的方式。第16页/共43页1818 S3C2410 S3C2410中集成了中集成了3.3
32、V TTL 3.3V TTL 电电平的串行接口，可以直接使用。为平的串行接口，可以直接使用。为了与标准了与标准RS232CRS232C串行设备通信，采串行设备通信，采用了一块用了一块SP3243SP3243芯片用于电平的转芯片用于电平的转换，构成了一个比较完整的串口。换，构成了一个比较完整的串口。在盘点机的实际应用中，需要在盘点机的实际应用中，需要外接串行口的条形码扫描仪，该扫外接串行口的条形码扫描仪，该扫描仪采用标准串口描仪采用标准串口9 9针针D D型插座，工型插座，工作时需要通过串口第九针外接作时需要通过串口第九针外接5V5V电电源。为了方便使用该款扫描仪，设源。为了方便使用该款扫描仪，
33、设计时对串行接口进行了改进，在串计时对串行接口进行了改进，在串口第九针上采用电子开关叠加可控口第九针上采用电子开关叠加可控的的5V5V电源。在作为标准串口使用时，电源。在作为标准串口使用时，5V5V电源和第九针断开。当外接扫描电源和第九针断开。当外接扫描仪时第九针接入仪时第九针接入5V5V电源，驱动扫描电源，驱动扫描仪正常工作。串口第九针是否接入仪正常工作。串口第九针是否接入5V5V电源在串口驱动程序中实现，应电源在串口驱动程序中实现，应用程序通过串口设置系统调用函数用程序通过串口设置系统调用函数来控制，接口电路如图来控制，接口电路如图 9-8 9-8 所示。所示。第17页/共43页1919图
34、图 9-8 9-8 串行接口电路串行接口电路第18页/共43页2020 本本系系统统中中所所用用的的设设备备较较多多，其其中中很很多多设设备备需需要要复复位位信信号号来来保保证证正正常常可可靠靠的的复复位位。为为此此，在在系系统统板板上上设设计计了了复复位位信信号号模模块块，该该模模块块采采用用电电阻阻、电电容容和和二二极极管管构构成成一一个个简简单单适适用用的的复复位位电电路路，在在此此基基础础上上采采用用74HC1774HC17芯芯片片进进行行波波形形调调整整、信信号号取取反反继继而而生生成成符符合合设设备备需需要要的的高高、低低电电平平两两组组复复位位信信号号，供供整整个个系系统统使使用
35、用。复复位位电电路路的的原原理理图图见见图图9-99-9所所示示 。S3C2410S3C2410处理器片内集成有处理器片内集成有USBUSB接口，故系统板只是简单的将此信接口，故系统板只是简单的将此信号引出。号引出。第19页/共43页2121图图9.8 9.8 复位电路原理图复位电路原理图 第20页/共43页2222 盘盘盘盘点点点点机机机机的的的的输输输输入入入入信信信信号号号号则则则则采采采采用用用用外外外外接接接接的的的的串串串串口口口口键键键键盘盘盘盘手手手手动动动动输输输输入入入入和和和和串串串串口口口口条条条条形形形形码码码码扫扫扫扫描描描描仪仪仪仪读读读读入入入入方方方方式式式式
36、。串串串串口口口口键键键键盘盘盘盘为为为为自自自自行行行行设设设设计计计计的的的的，适适适适合合合合盘盘盘盘点点点点业业业业需需需需要要要要的的的的专专专专用用用用键键键键盘盘盘盘，键键键键盘盘盘盘采采采采用用用用了了了了一一一一款款款款16161616位低功耗单片机位低功耗单片机位低功耗单片机位低功耗单片机MSP430MSP430MSP430MSP430进行管理。进行管理。进行管理。进行管理。使用盘点机的目的是为了提高盘点效率，对于盘使用盘点机的目的是为了提高盘点效率，对于盘使用盘点机的目的是为了提高盘点效率，对于盘使用盘点机的目的是为了提高盘点效率，对于盘点人员而言，使用最多的就是扫描仪和
37、键盘。扫描仪点人员而言，使用最多的就是扫描仪和键盘。扫描仪点人员而言，使用最多的就是扫描仪和键盘。扫描仪点人员而言，使用最多的就是扫描仪和键盘。扫描仪上只有一个按键，使用简单。由于键盘的效率对于提上只有一个按键，使用简单。由于键盘的效率对于提上只有一个按键，使用简单。由于键盘的效率对于提上只有一个按键，使用简单。由于键盘的效率对于提高盘点的效率非常重要，所以在盘点机系统中设计一高盘点的效率非常重要，所以在盘点机系统中设计一高盘点的效率非常重要，所以在盘点机系统中设计一高盘点的效率非常重要，所以在盘点机系统中设计一款最合适盘点使用的键盘是提高盘点效率的重要一环。款最合适盘点使用的键盘是提高盘点效
38、率的重要一环。款最合适盘点使用的键盘是提高盘点效率的重要一环。款最合适盘点使用的键盘是提高盘点效率的重要一环。盘点机是一款便携式设备，键盘不可能做得很大，另盘点机是一款便携式设备，键盘不可能做得很大，另盘点机是一款便携式设备，键盘不可能做得很大，另盘点机是一款便携式设备，键盘不可能做得很大，另一方面为了便于盘点人员实现盲打，按键的大小不能一方面为了便于盘点人员实现盲打，按键的大小不能一方面为了便于盘点人员实现盲打，按键的大小不能一方面为了便于盘点人员实现盲打，按键的大小不能太小，特别是频繁使用的按键还应该比计算机标准键太小，特别是频繁使用的按键还应该比计算机标准键太小，特别是频繁使用的按键还应
39、该比计算机标准键太小，特别是频繁使用的按键还应该比计算机标准键盘略大。在这种情况下，按键的个数就有所限制，经盘略大。在这种情况下，按键的个数就有所限制，经盘略大。在这种情况下，按键的个数就有所限制，经盘略大。在这种情况下，按键的个数就有所限制，经过大量实践，最终的键盘设计采用了过大量实践，最终的键盘设计采用了过大量实践，最终的键盘设计采用了过大量实践，最终的键盘设计采用了31313131键的方案。其键的方案。其键的方案。其键的方案。其中字母和数据键在一般情况下作为数字键使用，配合中字母和数据键在一般情况下作为数字键使用，配合中字母和数据键在一般情况下作为数字键使用，配合中字母和数据键在一般情况
40、下作为数字键使用，配合ShiftShiftShiftShift按键输入字母，图按键输入字母，图按键输入字母，图按键输入字母，图9-109-109-109-10为键盘部分的框图。为键盘部分的框图。为键盘部分的框图。为键盘部分的框图。9.2.39.2.3专用键盘的设计专用键盘的设计第21页/共43页2323 同同同同时时时时，为为为为了了了了使使使使用用用用方方方方便便便便，键键键键盘盘盘盘上上上上还还还还设设设设置置置置了了了了系系系系统统统统休休休休眠眠眠眠、唤唤唤唤醒醒醒醒按按按按键键键键，与与与与键键键键盘盘盘盘接接接接口口口口一一一一起起起起通通通通过过过过排排排排线线线线接接接接入入入
41、入系系系系统统统统板板板板。键键键键盘盘盘盘所所所所用用用用的的的的控控控控制制制制器器器器为为为为MSP430F149MSP430F149MSP430F149MSP430F149，这这这这是是是是TITITITI公公公公司司司司推推推推出出出出的的的的一一一一种种种种具具具具有有有有16161616位位位位RISCRISCRISCRISC结结结结构构构构、超超超超低低低低功功功功耗耗耗耗的的的的工工工工业业业业级级级级混混混混合合合合信信信信号号号号控控控控制制制制器器器器。这这这这些些些些控控控控制制制制器器器器被被被被设设设设计计计计为为为为可可可可用用用用电电电电池池池池工工工工作作作
42、作，而而而而且且且且可可可可以以以以有有有有很很很很长长长长使使使使用用用用时时时时间间间间的的的的应应应应用用用用。CPUCPUCPUCPU中中中中的的的的16161616个个个个寄寄寄寄存存存存器器器器和和和和常常常常数数数数发发发发生生生生器器器器使使使使MSP430MSP430MSP430MSP430微微微微控控控控制制制制器器器器能能能能达达达达到到到到最最最最高高高高的的的的代代代代码码码码效效效效率率率率，灵灵灵灵活活活活的的的的时时时时钟钟钟钟源源源源可可可可以以以以使使使使器器器器件件件件达达达达到到到到最最最最低低低低的的的的功功功功率率率率消消消消耗耗耗耗，数数数数字字字
43、字控控控控制制制制的的的的振振振振荡荡荡荡器器器器（DCODCODCODCO）可可可可使使使使器器器器件件件件从从从从低低低低功功功功耗耗耗耗模模模模式式式式迅迅迅迅速速速速唤唤唤唤醒醒醒醒，在在在在少少少少于于于于6 6 6 6 s s s s的的的的时时时时间间间间内内内内激激激激活活活活到到到到活活活活跃跃跃跃的的的的工工工工作作作作方方方方式式式式。程程程程序序序序中中中中使使使使用用用用MSP430F149MSP430F149MSP430F149MSP430F149的的的的外外外外部部部部中中中中断断断断I/OI/OI/OI/O口口口口作作作作为为为为键键键键盘盘盘盘扫扫扫扫描描描描
44、的的的的信信信信号号号号线线线线，经经经经过过过过编编编编码码码码后后后后，通通通通过过过过片片片片内内内内内内内内置置置置的的的的串串串串口口口口输输输输出出出出到到到到系系系系统统统统板板板板。该该该该芯芯芯芯片片片片在在在在1.8-3.6V1.8-3.6V1.8-3.6V1.8-3.6V电电电电压压压压，1MHz1MHz1MHz1MHz的的的的时时时时钟钟钟钟条条条条件件件件下下下下运运运运行行行行，耗耗耗耗电电电电电电电电流流流流在在在在0.1-4000.1-4000.1-4000.1-400 A A A A之之之之间间间间（因因因因不不不不同同同同的的的的工工工工作作作作模模模模式式
45、式式而而而而不不不不同同同同）。CPUCPUCPUCPU平平平平时时时时至至至至于于于于节节节节电电电电模模模模式式式式，按按按按键键键键时时时时触触触触发发发发中中中中断断断断信信信信号号号号，CPUCPUCPUCPU立立立立即被唤醒，处理完键盘事件后，即被唤醒，处理完键盘事件后，即被唤醒，处理完键盘事件后，即被唤醒，处理完键盘事件后，CPUCPUCPUCPU再次进入省电模式。再次进入省电模式。再次进入省电模式。再次进入省电模式。第22页/共43页2424图图9-109-10为键盘部分的框图为键盘部分的框图 第23页/共43页2525系统 板图10M以太网网卡CS8900条形码扫描仪RS23
46、2接口网络传输RJ45接口JTAG调试接口键盘RS232接口LCD显示器接口电源模块MAX603第24页/共43页26269.3 9.3 9.3 9.3 软件系统的设计软件系统的设计软件系统的设计软件系统的设计 系系系系统统统统的的的的软软软软件件件件系系系系统统统统主主主主要要要要包包包包括括括括嵌嵌嵌嵌入入入入式式式式操操操操作作作作系系系系统统统统选选选选型型型型、定定定定制制制制及及及及裁裁裁裁减、硬件驱动程序和用户应用程序方面。减、硬件驱动程序和用户应用程序方面。减、硬件驱动程序和用户应用程序方面。减、硬件驱动程序和用户应用程序方面。9.3.19.3.19.3.19.3.1操作系统的
47、定制与实现操作系统的定制与实现操作系统的定制与实现操作系统的定制与实现 Window Window Window Window CE CE CE CE 具具具具有有有有良良良良好好好好的的的的图图图图形形形形交交交交互互互互界界界界面面面面，便便便便于于于于开开开开发发发发调调调调试试试试上上上上层层层层图图图图形形形形应应应应用用用用程程程程序序序序，所所所所以以以以本本本本便便便便携携携携式式式式盘盘盘盘点点点点机机机机的的的的操操操操作作作作系系系系统统统统选选选选用用用用了了了了Windows Windows Windows Windows CECECECE。Microsoft Win
48、dows CE.NET Microsoft Windows CE.NET Microsoft Windows CE.NET Microsoft Windows CE.NET 是支持多平台的、可定制的是支持多平台的、可定制的是支持多平台的、可定制的是支持多平台的、可定制的32323232位位位位嵌入式操作系统。支持多线程、完全抢占执行和多任务。不仅嵌入式操作系统。支持多线程、完全抢占执行和多任务。不仅嵌入式操作系统。支持多线程、完全抢占执行和多任务。不仅嵌入式操作系统。支持多线程、完全抢占执行和多任务。不仅适用于工业上的嵌入式设备，同时支持高度便携性的个人计算适用于工业上的嵌入式设备，同时支持高
49、度便携性的个人计算适用于工业上的嵌入式设备，同时支持高度便携性的个人计算适用于工业上的嵌入式设备，同时支持高度便携性的个人计算设备，如掌上电脑、设备，如掌上电脑、设备，如掌上电脑、设备，如掌上电脑、PDA PDA PDA PDA 和移动通信设备等。和移动通信设备等。和移动通信设备等。和移动通信设备等。Windows CE.NETWindows CE.NETWindows CE.NETWindows CE.NET在设计上采用完全的模块化结构，可以根据硬件平台和应用目在设计上采用完全的模块化结构，可以根据硬件平台和应用目在设计上采用完全的模块化结构，可以根据硬件平台和应用目在设计上采用完全的模块化
50、结构，可以根据硬件平台和应用目的灵活的进行定制。对于应用程序的开发者来说，的灵活的进行定制。对于应用程序的开发者来说，的灵活的进行定制。对于应用程序的开发者来说，的灵活的进行定制。对于应用程序的开发者来说，Windows CE Windows CE Windows CE Windows CE.NET.NET.NET.NET 提供了同提供了同提供了同提供了同 Windows Windows Windows Windows 环境相似的各种开发环境。环境相似的各种开发环境。环境相似的各种开发环境。环境相似的各种开发环境。Microsoft Microsoft Microsoft Microsoft