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- UID
- 1029342
- 性别
- 男
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3．1 软件系统总体介绍
相比较硬件电路来说，硬件电路一旦确定并且电路正确，基本上没有大的变化，而软件部分则会出现非常大变化，因为应用的程序是多种多样的。但是STM32微控制器没有像PC处理器那样含有MMU，不能运行Linux和WinCE操作系统，但是在很多情况下，PDA数字系统是要实现多任务操作的，或者说多线程操作，所以在这种条件下，PDA数字系统采选用μC/OS-Ⅱ进行多任务之间根据优先级别的调度，而应用程序又是基于操作系统和硬件的，为了提高操作系统的稳定性和减少在数字PDA添加应用程序时代码的修改了，所以数字PDA系统将操作系统、GUI、硬件驱动程序、文件系统FATFS进行整合，采用一种页机制，每一页就是指一个TFT LCD显示的页，每一页就是一个线程，当页切换时，底层操作系统就实现任务的切换。
3．2 FATFS文件系统的移植
由于PDA数字系统使用SD卡作为大容量数据的存储，虽然主控制器STM32含有SDIO接口，硬件驱动程序只要进行相应的配置就能实现SD的读写操作，但是这种操作时基于扇区的，而上层应用程序操作的是文件，所以必须移植文件系统。移植步骤就是将SD的读写扇区函数和文件系统的底层接口函数想关联。数字PDA系统使用FATFS文件系统，当然也可以使用FAT32文件系统，FATFS文件系统中diskio．c中提供五个接口函数，如图2所示。
将microSD卡驱动函数的SD扇区读函数、扇区写函数、以及SD初始化的函数和图中的disk_read，disk_write，disk_initialize进行对接，当让还要在FATFS文件系统中数据类型integer．h中包含stm32f10x．h以及将integer．h中的数据类型进行更改，只需要更改文件系统中BOOL类型数据和stm32f10x．h中的bool类型一致即可，文件系统就移植完了。移植了FATFS文件系统后，数字PDA系统在读取SD卡时，就可以按照大家常用的文件格式进行读取数据。
3．3 μC/OS-Ⅱ实时操作系统的移植
μC/OS-Ⅱ为PDA数字系统的操作系统提供多线程操作，任务的调度。由于系统需要多线程的调度，需要为数字PDA系统移植μC/OS-Ⅱ。数字PDA系统使用信号量和邮箱机制进行多任务的调度。μC/OS-Ⅱ是用标准C语言和汇编语言来写的，只有与微处理器相关的是由汇编指令写的，所以在STM32F103ZET6上中移植μC/OS-Ⅱ实时操作系统，只需要更改或者重写处理器相关文件OS_CPU．H和OS_CPU_C．C，汇编文件OS_CPU-A．ASM，系统配置文件OS_CFG．h。
3．4 硬件驱动程序
数字PDA系统在调用微控制器的各种外设接口资源、以及各种硬件资源时需要调用这些硬件资源的驱动程序。数字PDA系统的硬件驱动程序由串口打印输出驱动程序、SD卡驱动程序、VS1003B硬件驱动程序、TFT LCD液晶显示器驱动程序、3个SPI串行通信口的驱动程序、NOR FLASH和STM32 FSMC接口驱动程序、触摸屏TSC2046驱动程序组成。以上的驱动程序保证了各个模块硬件资源的正常工作。作为最底层驱动程序，这些程序保证了整个数字PDA系统能够实现各种应用程序。
3．5 页与GUI图形界面接口
数字PDA系统要在TFT LCD液晶显示器中的进行图形界面的显示，需要GUI的支持，数字PDA系统采GUI设计没有移植uCGui，而是根据液晶控制器重写的GUI，由于STM32F103ZET6微控制器的时钟为72 MHz，这样写的好处在于提高液晶页面显示的速度，减少刷屏现象的产生，提高PDA液晶画面显示的质量。
数字PDA系统将以上的所有软件进行了整合，将液晶屏显示一个页作为一个线程，页面进行切换就实现了任务的切换，任务的切换由操作系统实现。通过页机制的框架，在应用程序进行修改或者添加新的应用程序时，减少了代码的修改量，保证系统的稳定性。
数字PDA系统启动后就进入主页线程，操作系统系统根据硬件中断和信号量邮箱机制，进行也切换，页切换的时候，会调用文件系统或者硬件驱动程序，这就是PDA系统的工作原理。
4 结语
数字PDA设计是在硬件电路设计上移植文件系统、操作系统上完成的，整个系统不仅要求硬件电路的兼容正确，同时也要求FATFS文件系统和μC/OS-Ⅱ操作系统的移植正确，整个系统基于页的机制进行任务切换，经过实际证明页机制可以进行快速严谨的应用程序开发。 |
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