基于S3C44B0X的Microwindows在遠程紅外抄表器中的應用

摘  要: 本文詳細闡述了Mcrowindows在S3C44B0X上的應用，最后給出了Mcrowindows在遠程紅外抄表器中的應用。

關(guān)鍵詞:  S3C44B0X；Mcrowindows；嵌入式mClinux；遠程紅外抄表器

引言

隨著(zhù)嵌入式系統的廣泛應用，面向人機交互的嵌入式產(chǎn)品的需求量越來(lái)越大，GUI的設計也變得越來(lái)越重要。在Linux之上進(jìn)行實(shí)時(shí)嵌入式系統開(kāi)發(fā)的廠(chǎng)商，一般會(huì )選擇如下幾種GUI系統：高度裁減的X Windows 系統、MiniGUI、Microwindows、QT/Embedded等。Microwindows作為一種開(kāi)放式源碼的嵌入式GUI軟件，目的是把圖形視窗環(huán)境引入到運行Linux的小型設備和平臺上，其體系結構如圖1所示。Microwindows的可移植性非常好，有多種平臺的支持，而以Samsung公司的S3C44B0X嵌入式處理器芯片為核心的ARM平臺就是其中的一種。

本文詳細闡述了Microwindows在S3C44B0X上的應用，最后給出了Mcrowindows在遠程紅外抄表器中的應用。

圖1  Microwindows的體系結構

Microwindows在S3C44B0X上的應用

內核的裁剪與配置

在嵌入式系統中，內核裁減是必不可少的工作。內核的大小，關(guān)系到硬件系統需要多大的存儲空間，存儲空間越大需要的硬件成本也越高。 mClinux內核采用模塊化的設計，即很多功能塊可以獨立的加上或卸下，開(kāi)發(fā)人員在設計內核時(shí)把這些內核模塊作為可選的選項，可以在編譯系統內核時(shí)指定。因此，一種較通用的做法是對mClinux內核重新編譯，在編譯時(shí)選擇嵌入式設備所需要的功能支持模塊，同時(shí)刪除不需要的功能。通過(guò)對內核的重新配置，可以使系統運行所需要的內核顯著(zhù)減小，從而縮減資源使用量。

以S3C44B0X為核心的Embest EduKit-II目標平臺采用了mClinux操作系統，進(jìn)入顯示屏是256色STN LCD，其顯示驅動(dòng)基于Frame Buffer的驅動(dòng)程序，因此Microwindows的顯示需要在內核中有Linux Frame Buffer支持。當然，如果還需要其他的一些功能，例如TFTP下載，則也可以在配制中加載進(jìn)去。mClinux內核對Frame Buffer支持的配置圖如圖 2 所示。

圖2  mClinux內核配置圖(關(guān)于Frame Buffer)

基于Microwindows API的應用程序的添加

由于Microwindows API兼容Win32 API的編程模式，所以對于熟悉Win32 API的工程師而言，只要熟悉Microwindows API的函數庫，就可以根據客戶(hù)需求，開(kāi)發(fā)出可以在Microwindows上支持的以Intel 16位、32位CPU，MIPS R4000 以及 ARM 芯片為核心的目標平臺上運行的應用程序，從而開(kāi)發(fā)出新一代的嵌入式產(chǎn)品，如紅外抄表器，PDA等。

在此GUI的平臺搭建過(guò)程中，在內核中添加兩個(gè)應用程序，它們分別為mterm.c、muserfd.c。其中mterm.c是一個(gè)顯示終端的窗口，在主機上的超級終端上輸入信息，在LCD上類(lèi)似Windows的窗口中就能得到顯示。實(shí)現過(guò)程如下：

(1)修改./config/config.in，在相應的菜單塊中增加一行，如下所示：
bool'mterm' CONFIG_USER_
MICROWIN_BIN_MTERM
bool ' muserfd ' CONFIG_USER_
MICROWIN_BIN_MUSERFD

(2)在mClinux-distuser
microwinMakefile文件中增加一行，如下所示：
$(ROMFSINST) -e
 CONFIG_USER_MICROWIN_BIN_ MTERM      /bin/ mterm
$(ROMFSINST) -e CONFIG_USER_MICROWIN_BIN_ MUSERFD   /bin/ muserfd
修改后，對mClinux進(jìn)行重新編譯，就把新的應用程序加載到文件系統中了。

此外，還有一種快速添加應用程序到文件系統中的方法，即省略在系統中添加程序編譯加載信息，直接用交叉編譯工具自行編譯，然后將生成的Flat可執行文件放在romfs/bin目錄下，使用命令生成romfs鏡像。

編譯Microwindows

在應用程序配置界面中，選擇Microwindows，按照圖 3 的提示配置選定Microwindows中的項，其余不選定。

從Microwindows的配置界面可以看到新添加的應用程序已經(jīng)出現在配置界面中，設置完畢后保存、退出。在Cygwin環(huán)境下依次執行make dep; make clean; make lib_only;  make user_only ; make romfs; make image命令，即可完成編譯過(guò)程。

圖3 Microwindows的編譯配置界面

運行Microwindows應用程序

編譯完成后，連接PC機上的超級終端，就可以運行新的內核了。在超級終端的sash提示符下，輸入如下命令運行Microwindows應用程序：
/>cd /bin
/bin>./ mterm
這時(shí)，在LCD上就會(huì )顯示一個(gè)類(lèi)似Windows的窗口。
　　
Microwindows在遠程紅外抄表器中的應用

遠程紅外抄表器是專(zhuān)為住宅區物業(yè)管理人員抄取電表、水表、煤氣表設計的。它作為一款有推廣意義的嵌入式產(chǎn)品，為了便于用戶(hù)對其進(jìn)行操作，它不但需要給用戶(hù)提供一個(gè)友好的圖形界面，而且對成本的考慮也非常重要。Microwindows是一個(gè)開(kāi)放源碼的項目，它提供了比較完善的圖形功能，因此把它應用于抄表器的開(kāi)發(fā)中能夠在滿(mǎn)足用戶(hù)需求的基礎上有效地降低成本。

遠程紅外抄表器的軟件設計框圖如圖4所示。對于Microwindows在紅外抄表上的應用主要涉及以下幾個(gè)方面：

1、 Microwindows的硬件驅動(dòng)程序的實(shí)現，包括屏幕、鼠標和鍵盤(pán)的驅動(dòng)程序的編寫(xiě)。

圖4 紅外抄表器的軟件系統

2、 Microwindows內核的裁減及其編譯運行。在裁減過(guò)程中應該選擇工程師熟悉的編程接口及其所選接口要求的一些選項，例如如果選擇了Nano-X API，則在配置Microwindows時(shí)就必須選擇支持客戶(hù)/服務(wù)器的選項Nano-X和nanawm。本設計選擇的是另一個(gè)編程接口Microwindows API，其配置編譯過(guò)程已經(jīng)做了詳細的闡述。

3、對Microwindows所提供的編程接口的應用程序進(jìn)行編寫(xiě)。選擇編程接口，按照抄表器的功能需求編寫(xiě)應用程序，應用程序要體現所有的功能，由應用程序調用驅動(dòng)程序。應用程序的設計一般包括如下幾個(gè)方面：多種輸入法的設計與支持；日期時(shí)間設置；定時(shí)開(kāi)關(guān)機設置；背光開(kāi)啟時(shí)間設置；液晶對比度調節設置；自動(dòng)啟動(dòng)設置；開(kāi)機密碼設置；串口選擇及波特率設置；數據保護設置；節電模式設置；系統信息。
　　
結語(yǔ)

本文著(zhù)重闡述了Microwindows在以S3C44B0X為核心的ARM平臺上的應用，在此基礎上給出了Microwindows在遠程紅外抄表器中的應用。Microwindows正在嵌入式開(kāi)發(fā)領(lǐng)域穩步發(fā)展，是完全免費的開(kāi)放式源代碼，為嵌入式設備提供了更多的解決方案。任何開(kāi)發(fā)PDA或可移動(dòng)設備的工程師都可從因特網(wǎng)免費下載相關(guān)程序，并將其移植或開(kāi)發(fā)。熟悉圖形應用程序的用戶(hù)可以很快就在該系統上編寫(xiě)自己的圖形應用程序，在未來(lái)的嵌入式系統設計中，它的應用潛力將是無(wú)可限量的?！?/P>

參考文獻：
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