号量构成的个集合，其中每个集合都是计数信号量。每个集合的信号量都有个限制值。在本系统中具体使用的进程间通讯机制和具体实现方式见第七章的应用程序开发。第章驱动程序设备驱动程序集成在内核中，它实际上是处理或者操作硬件寄存器的软件。从本质上讲，驱动程序是常驻内存的低级硬件处理程序的共享库，设备驱动程序就是对设备的抽象处理。设备驱动程序封装了如何控制这些硬件设备的技术细节，并通过特定的接口导出个规范的操作集合内核使用规范的设备接口字符设备接口和块设备接口，通过文件系统接口操作导出到用户空间程序中。内核的体系结构如图所示。图内核体系结构驱动设备的文件系统接口设备管理即输入输出子系统，可分上下两部分部分是上层的，与设备无关的，这部分根据输入输出请求，通过设备驱动程序接口，来与具体的设备进行通讯。另部分是下层的，与设备有关，常称为设备驱动程序，它直接与特定的硬件打交道，并且向上层提供组访问接口。设备管理的目标是对所有的外接设备进行内核应用程序库函数系统调用接口文件系统进程控制子程序内核管理子系统驱动程序硬件设备内存等良好的读写控制等操作。在系统中，有三类驱动设备字符设备块设备和网络设备。本系统中，使用到个外设和，都属于字符设备类型，因此，主要讨论字符设备驱动程序的编写。设备驱动程序与外界的接口每种类型的驱动程序，不管是字符设备还是块设备都为内核提供相同的调用接口，故内核都以相同的方式处理不同的设备。为每种不同类型的设备驱动驱动程序维护各自的数据结构，以便定义统的接口并实现驱动程序的可装载性和动态性。设备驱动程序与外界的接口可以分为三个部分驱动程序与操作系统内核的接口这是通过数据结构来完成的。驱动程序与系统引导的接口这部分是利用驱动程序对设备进行初始化。驱动程序与设备的接口这部分描述了驱动程序如何与设备进行交互，这与具体设备密切相关。设备驱动程序与外界接口如图所示图设备驱动程序与外界接口各类设备系统引导接口数据结构驱动程序与设备间接口设备驱动程序操作系统内核接口具体设备设备驱动程序的组织结构设备驱动程序有个比较标准的组织结构，般可以分为三个主要的组成部分。自动配置和初始化子程序这部分程序负责检测所要驱动的硬件设备是否存在以及是否能正常工作。如果该设备正常，则对其相关软件状态进行初始化。这部分程序仅在初始化时被调用次。服务于请求的子程序该部分又可称为驱动程序的上半部分。有系统调用对这部分进行操作。系统认为这部分程序在执行时的进程和进程调用的进程属于同进程，只是由于用户态变成内核态，而且具有相同的运行环境。故可以在其中调用与进程运行环境相关的函数。中断服务子程序该部分又称为驱动程序下半部分。设备在请求结束时产生中断。中断可以产生在任何个进程运行时，因此中断服务子程序被调用时并不依赖与任何进程的状态，因而也就不能调用与进程运行环境相关的函数。因为设备驱动程序般支持同类型的设备，所以在系统调用中断服务子程序时都带有个或多个参数，以唯的标识并确定请求服务的设备。驱动程序的文件接口函数在中，通过个数据结构来实现驱动程序与文件系统的接口,定义如下,常用接口函数有以下几种打开设备，并初始化设备准备进行操作。可以为，这样每次打开设备总是会成功，而不会通知驱动程序。当在进程中调用函数时，内核自动调用结构中的,。从设备中读数据，需要提供字符串指针。当在进程中调用该函数时，内核自动调用结构中的函数。向字符设备写数据，需要提供所写内容指针。控制设备，需要提供命令参数。用来检测设备，查看数据是否准备好可读写。设备驱动程序开发使用的基本函数字符驱动设备注册函数设备驱动开发所提供的入口点，在设备驱动程序初始化的时候向系统进行登记，以便系统在适当的时候调用。在系统中，字符驱动设备通过调用向系统注册字符型设备驱动程序。函数的定义如下是设备驱动程序向系统申请的主设备号，如果为，则系统临时为该驱动程序动态分配个主设备号。是设备名。是结构数据。当函数返回表示申请的主设备号非法，返回表示成功，返回表示所申请的主设备号正在被其他驱动程序使用。内存操作作为系统核心的部分，设备驱动程序在申请和释放内存时调用和函数。等函数返回的是物理地址，函数定义如下,中断注册函数在系统里，对中断的处理是属于系统核心的部分，因此如果设备与系统之间以中断方式进行数据交换，这必须把设备的驱动程序作为系统核心的部分。设备驱动程序通过调用函数申请中断，其定义如下参数表示所申请的中断号，为向系统登记的中断处理子程序，中断的产生有系统来调用，为设备名，为申请时告诉系统的设备标识，是申请时的选项，它决定中断处理的些特性，如快速处理中断或者慢速中断。计数器在设备驱动程序中般都要用到计数器机制，在系统中，时钟是有系统接管，设备驱动程序可以向系统申请时钟。常用相关的函数如下其中结构定义如下是要执行的时间。系统的计时到预定时间就调用函数，并把子程序从队列里删除，因此如果想每隔定时间就执行次的话，就必须在函数中在调用函数。驱动程序的编写在本系统中，使用的如下硬件资源，和，因此，必须编写相应的驱动程序。驱动程序提供了个可编程端口，可以方便的输入输出各种信号，在本系统中，使用了个口，是驱动模块的控制信号，分别为模块初始化，为计数器提供时钟脉冲行选通信号和列锁存信号，输出允许信号和串行输入的移位信号。通过个数据结构定义四个口。定义如下另外，还定义了两个宏和具体定义见相关资料。模块的注册函数模块的入口函数是,主要完成字符设备在系统中的注册，并建立与文件系统的并联。文件系统的打开函数文件系统的函数主要完成设备的初始化操作。文件系统的关闭函数当应用软件调用该函数时，释放资源，允许其他程序使用给资源,驱动程序释放函数当该口在系统内核中注销时，调用该函数，该被不能被任何应用程序使用。文件系统的定义驱动程序驱动程序与驱动程序都是字符驱动程序，因此，其文件接口与相似，下面主要介绍和函数。数据结构定义函数,初始化显示屏。通过清屏等待个指令周期,具体时间耕具驱动芯片的工作频率设置。通过装载计数器初值通过装载计数器初值,同步,关闭回显,关闭流控制,设置其工作方式，事件通知方式。,读取新消息存储地址。,判断是否是短消息,将返回短消息数据转变成结构的数据。将位数据转换成位的数据。删除短消息。通过和数组查找对应的码的字摸地址。根据字摸地址更新数据缓冲区的现实数据。,通过装载计数器初值通过装载计数器初值从口中输出纵向扩展的第个子模块同名行数据。通过口输出个上升沿信号，更新行信号，并且锁存列信号通过清屏嵌入式系统的基于多进程处理在该程序中，主要是上述流程兔在基于系统的多进程结构，其伪代码如下建立管道处理,子进程处理通讯程序，对管道进行写操作关闭管道的读进程用于存放点阵字模数据。阻塞方式读串口数据是事件通知发送读指令对指令解码，将其转换成结构将位编码转换成位编码将编码转换成编码将汉字的编码的点阵字模数据拷贝到数组。,向中写删除指令读返回结果返回父进程处理显示的程序关闭管道的写进程设置管道为非阻塞方式。,,显示操作注这些伪代码程序与前面所写的基本相同或相似。结束语本系统设计了基于平台控制的大屏幕显示器，重点介绍了的显示子模块模块电路设计和行驱动方式。该方案可以适用于单色点阵显示屏的设计。该设计方案最大的特点就是软硬件很容易维护和扩展，在硬件上，显示的点阵模块可以随时添加和卸栽，可以不用修改任何软件以至重新编译和连接，调试等烦琐的工作，只要修改结构的和变量的值。在硬件上，采用的可扩展的子模块，每个模块都有输入和输出接口，可以非常方便的扩展，考虑到子模块的增加可能提高成本和口驱动能力的限制，每个子模块中的计数器和译码器可以复用，在每个模块的输入口增加个缓冲器来改善口的驱动能力。在功能上也可以很方便的扩展，可以增加的显示效果，比如，让显示屏横向或者纵向平移。也可以显示静态值图象。功能的扩展需要软件的支持，在通讯中加入个命令解析模块，定义组控制命令，通过解析的命令来负责对缓冲区的数据进行操作。谢辞本系统的设计及学位论文是在我的导师秦实宏教授的亲切关怀和悉心指导下完成的。他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，秦老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。在这几个月的时间内，秦老师对我的毕业设计给予了精心指导，在此谨向秦老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。另外，我还要感谢葛州，正是由于你的帮助和支持，我才能克服个个的困难和疑惑，直至本文的顺利完成。参考资料赵星寒刘涛，从到，北京航空航天大学出版社田泽，嵌入式系统开发与应用，北京航空航天大学出版社赵胜欢，及其嵌入式系统在屏幕中的应用，电子工业出版社粟梅林旷，基于的大型显示系统设计，电子工业出版社于明范书瑞曾祥烨，嵌入式系统设计与开发教程，电子工业出版社李肇庆，串行端口技术，国防工业出版社沈文斌，嵌入式硬件系统设计与开发实例详解，电子工业出版社孙天泽袁文菊张海峰，嵌入式设计与驱动开发指南基于处理器，电子工业出版社诸昌钤，显示屏系统原理与工程技术,电子科技大学出版社刘峥嵘张智超许振山，嵌入式应用开发详解，机械工业出版社金洁珩王娟机械工业出版社徐虹何嘉张钟澍，操作系统实验指导基于内核，清华大学出版社李岩荣盘祥，基于嵌入式系统原理与应用,清华大学出版社版版用户手册版张涛年月于武汉附录附录中断源中断类型中断描述所在中断优先级组转换结束中断