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無線數(shù)字標(biāo)牌顯示屏系統(tǒng)設(shè)計
解決方案：
采用UART、USB2.0等主機常用接口
主機應(yīng)用程序采用GCC編譯器進行編譯
顯示終端應(yīng)用程序采用arm-linux-gcc編譯器進行交叉編譯
藍牙技術(shù)是一種用于替代有線電纜的短距離無線通信技術(shù)。它是由多家公司發(fā)起的SIG組織制定的無線通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，目的是取代現(xiàn)有的PC、打印機、傳真機、移動電話和家庭網(wǎng)關(guān)等設(shè)備上的有線接口，為個人提供語音數(shù)據(jù)和普通數(shù)據(jù)的無線傳輸。藍牙設(shè)備的工作頻段選在全世界范圍內(nèi)都可以自由使用的2.4GHz的ISM頻段；成本低，功耗低，體積小，通信距離短，安全性高，能夠同時傳送普通數(shù)據(jù)和語音數(shù)據(jù)，可以組成微微網(wǎng)和散射網(wǎng)等。它已經(jīng)廣泛應(yīng)用在移動電話、PDA、無線耳機、筆記本電腦等眾多設(shè)備上。ISM頻段是對所有無線電系統(tǒng)都開放的頻段，因此使用其中的某個頻段都會遇到不可預(yù)測的干擾源。例如某些家電、無繩電話、汽車房開門器、微波爐等，都可能是干擾。為此，藍牙技術(shù)還特別設(shè)計了快速確認和跳頻方案，以確保鏈路穩(wěn)定。
本文介紹一種藍牙無線顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計方案。使用藍牙技術(shù)可以短距離無線控制顯示終端，實現(xiàn)圖像和字符數(shù)據(jù)的無線傳輸和顯示，免去了有線連接所帶來的缺陷，可以應(yīng)用在多種領(lǐng)域。
系統(tǒng)總體設(shè)計
該無線圖形顯示屏系統(tǒng)主要由兩部分組成：主機部分和顯示終端部分。主機負責(zé)控制命令以及需要顯示數(shù)據(jù)的發(fā)送，顯示終端部分負責(zé)接收和顯示。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
主機部分由裝有Linux操作系統(tǒng)的PC機和BlueCore4藍牙模塊通過USB接口連接組成。
顯示終端由以ARM9微控制器S3C2440A為核心的嵌入式Linux平臺加上BlueCore4藍牙模塊以及LCD液晶顯示屏組成。Linux操作系統(tǒng)安裝在NANDFLASH中，并連接了64MB的外擴RAM。由于S3C2440A接口比較豐富，所以系統(tǒng)硬件具有較好的擴展性能。
系統(tǒng)通過藍牙協(xié)議棧的RFCOMM協(xié)議層進行通信。RFCOMM協(xié)議提供串行數(shù)據(jù)傳輸，并能在2臺藍牙設(shè)備之間同時維持多達60個連接，可以同時支持遺留串行端口應(yīng)用程序以及其他應(yīng)用程序中的OBEX協(xié)議。藍牙協(xié)議棧的結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。
系統(tǒng)的工作過程為：系統(tǒng)初始化以后，主機和顯示終端建立藍牙連接。連接成功以后，主機應(yīng)用程序通過藍牙模塊向顯示終端發(fā)送顯示的命令，顯示終端根據(jù)對應(yīng)命令進行接收圖像數(shù)據(jù)或者字符數(shù)據(jù)等操作，然后通過LCD控制器將數(shù)據(jù)發(fā)送到LCD液晶顯示屏。系統(tǒng)連接成功以后，顯示終端可以根據(jù)收到的數(shù)據(jù)實時地顯示不同的圖像和字符數(shù)據(jù)，直到主機發(fā)出退出命令系統(tǒng)后結(jié)束通信。
系統(tǒng)硬件設(shè)計
主機端和顯示終端都使用了CSR公司BlueCore4-ROM芯片組成的藍牙無線收發(fā)模塊。BlueCore4系列符合2.0版藍牙標(biāo)準(zhǔn)，并與現(xiàn)有1.1版和1.2版藍牙設(shè)備完全兼容。這里采用的BlueCore4-ROM芯片具有很高的集成度，需要很少的外圍露件。它提供了UART、USB2.0等主機接口，并且提供了PCM音頻接口以及SPI接口。具有支持微微網(wǎng)和散射網(wǎng)，低功耗，和手機良好兼容，可以和802.11協(xié)議共存等優(yōu)點。BlueCore4藍牙模塊結(jié)構(gòu)如圖3所示。
PC主機使用USB接口和BlueCore4藍牙模塊連接，對應(yīng)的藍牙模塊同樣通過USB接口和S3C2440A的USB-HOST接口進行連接。USB接口具有即插即用的優(yōu)點。通過Linux操作系統(tǒng)的支持，該模塊還可以使用通用的USB藍牙適配器替代。BlueCore4藍牙模塊部分參考電路原理如圖4所示。
LCD液晶屏和S3C2440A微控制器之間通過S3C2440A內(nèi)建的LCD控制器接口進行連接。LCD液晶屏這里采用了3.5in的L35T32，該液晶屏顯示像素為240×320，可顯示16位色彩，并可以方便地擴展為更大尺寸的液晶屏。S3C2440A的USB-HOST接口和LCD控制器接口部分參考電路原理如圖5所示。LCD控制器接口連線主要包括：VD0到VD23(R、G、B三色分色信息)，VCLK(數(shù)據(jù)傳輸時鐘)，HSYNC(行同步信號)，VSYNC(場同步信號)，VDEN(數(shù)據(jù)使能)，LCD_PWREN(顯示使能)。
系統(tǒng)軟件設(shè)計
系統(tǒng)軟件同樣分為主機部分和顯示終端部分。這里主要分析顯示終端部分軟件的設(shè)計，主機部分與其類似。顯示終端部分程序包括：LCD液晶屏初始化，藍牙設(shè)備的初始化，藍牙連接的建立和圖像字符數(shù)據(jù)的傳輸顯示等幾個部分。程序流程如圖6所示。
用戶程序以Linux操作系統(tǒng)上的Bluez藍牙協(xié)議棧為平臺進行開發(fā)。主機應(yīng)用程序采用GCC編譯器進行編譯，顯示終端應(yīng)用程序采用arm-linux-gcc編譯器進行交叉編譯。
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