智能手機通信模塊的設(shè)計與實現(xiàn)

智能手機通信模塊的設(shè)計與實現(xiàn)隨著嵌入式技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，在手機領(lǐng)域，智能手機已成為手機發(fā)展的主流趨勢。目前在智能手機領(lǐng)域，從處理器選型、操作系統(tǒng)選擇以及應(yīng)用程序開發(fā)都是研究的熱點。在高校計算機相關(guān)專業(yè)的課程中也越來越多地涉及到智能手機的相關(guān)內(nèi)容，越來越多的學(xué)生也都投入到智能手機的學(xué)習(xí)和開發(fā)陣營中來。因此，為這些學(xué)生提供相關(guān)的實驗設(shè)備顯得很必要。本文提出基于三星S3C2410芯片為核心構(gòu)建智能手機硬件實驗平臺，并結(jié)合無線通信模塊實現(xiàn)智能手機電話短消息功能。為學(xué)生進(jìn)行智能手機相關(guān)的實驗提供了平臺，通過本平臺，學(xué)生可以自己動手完成智能手機設(shè)計時的各種軟件開發(fā)，改變了傳統(tǒng)的驗證式的實驗平臺模式，有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。1智能手機軟硬件實驗平臺設(shè)計手機的硬件實現(xiàn)方式主要有3種：(1)只用基帶芯片，通常稱作功能手機；(2)基帶芯片加協(xié)處理器，這類產(chǎn)品是在功能手機的基礎(chǔ)上增強了多媒體處理功能；(3)基帶處理器加應(yīng)用處理器。這是智能手機所采用的設(shè)計，基帶處理器用于通信，應(yīng)用處理器用于多媒體和其他應(yīng)用。在設(shè)計智能手機硬件平臺時，需要注意以下幾個方面：(1)應(yīng)用處理器應(yīng)具有足夠高的主頻用以保證系統(tǒng)的運行速度，使各種應(yīng)用能夠運行暢通；(2)系統(tǒng)應(yīng)有足夠的內(nèi)存空間用以保存應(yīng)用程序和用戶數(shù)據(jù)；(3)具備良好的人機交互界面，用戶可以方便地進(jìn)行操作?；鶐幚砥餍阅芊€(wěn)定，保證用戶實時通信。1．1硬件平臺設(shè)計硬件主要包括調(diào)試接口、存儲系統(tǒng)、GSM／GPRS通信模塊、人機交互模塊。核心控制器芯片采用三星公司的S3C2410處理器，頻率穩(wěn)定運行在203MHz。作為實驗平臺，完成智能手機的基本功能，不要求大量數(shù)據(jù)處理，因而203MHz的主頻能夠保證系統(tǒng)的運行速度。系統(tǒng)采用64MBSDRAM和64MBNANDFLASH作為存儲系統(tǒng)，從而保證系統(tǒng)和用戶的存儲空間。通信上，應(yīng)用處理器通過UART2連接基帶處理器即GSM／GPRS通信模塊，GSM／GPRS模塊采用SIMCOM公司的SIM300模塊，該模塊具備完善的GSM／GPRS三頻／四頻解決方案，支持GSM通話及短消息收發(fā)和GPRS數(shù)據(jù)傳輸，可以方便地通過AT命令進(jìn)行控制。系統(tǒng)通過LCD顯示圖形操作界面，采用觸摸屏代替?zhèn)鹘y(tǒng)鍵盤操作，界面更友好，操作更方便。同時提供擴展接口用于學(xué)生擴展智能手機的其他功能，如利用以太網(wǎng)接口實現(xiàn)網(wǎng)頁瀏覽等。整個系統(tǒng)的硬件框圖如圖1所示。 1．2系統(tǒng)軟件平臺設(shè)計系統(tǒng)軟件平臺的功能是為應(yīng)用程序開發(fā)提供平臺。系統(tǒng)軟件以嵌入式Linux操作系統(tǒng)和嵌入式GUIQtopia為基礎(chǔ)來設(shè)計的，整個軟件平臺的架構(gòu)如圖2所示。1．2．1BootloaderBootloader是系統(tǒng)上電后運行的第一段代碼，主要工作是完成硬件的初始化和為加載操作系統(tǒng)準(zhǔn)備好條件。它的實現(xiàn)是依賴于硬件的，不同體系結(jié)構(gòu)開發(fā)板的Bootloader變化很大。為了更好地支持目標(biāo)板的硬件設(shè)備，該系統(tǒng)選擇在ADS1．2集成開發(fā)環(huán)境下開發(fā)自己的Bootloa-der。Bootloader的實現(xiàn)過程主要分為以下2個階段：(1)主要進(jìn)行與CPU內(nèi)核以及存儲設(shè)備密切相關(guān)的初始化處理工作，這部分的代碼通常用ARM匯編指令編寫，包含在start．S文件中。通常包括一些步驟：①硬件初始化工作。包括關(guān)閉看門狗；屏蔽所有中斷；設(shè)置處理器時鐘和工作頻率；初始化外部寄存器；初始化堆棧指針。在應(yīng)用程序初始化時初始化時需要對串口進(jìn)行初始化，對串口的初始化主要是設(shè)置串口的一些參數(shù)，包括以下幾個部分：保存以前的串口設(shè)置、建立新的配置、設(shè)置波特率、設(shè)置數(shù)據(jù)位、設(shè)置奇偶位、激活當(dāng)前配置、處理要寫入的引用對象、設(shè)置最少字符和等待時間、設(shè)置停止位。只有串口初始化完畢之后，應(yīng)用程序才能對串口進(jìn)行相應(yīng)操作。2．3用程序用戶界面的設(shè)計用戶界面是人機交互的接口。本文采用Linux下常用的界面設(shè)計工具Qt來設(shè)計應(yīng)用程序所需的各種UI界面。當(dāng)點擊界面上的按鈕如撥號、發(fā)送時，利用其信號和槽機制，將其和底層相應(yīng)的函數(shù)如撥號函數(shù)、發(fā)信函數(shù)相關(guān)聯(lián)就可以實現(xiàn)撥號和發(fā)送信息的功能。用戶就可以利用該界面進(jìn)行撥打電話和發(fā)送短信了。3結(jié)語本文設(shè)計了一種基于嵌入式Linux的智能手機電話短信實驗?zāi)K。構(gòu)建了智能手機軟、硬件平臺，并完成了電話短信的應(yīng)用程序設(shè)計。為學(xué)生進(jìn)行智能手機開發(fā)的相關(guān)實驗提供了平臺。目前，本平臺已應(yīng)用于北京化工大學(xué)通信實驗室創(chuàng)新型實驗平臺中，并為學(xué)生進(jìn)行智能手機實驗進(jìn)行服務(wù)。在后續(xù)的設(shè)計中，考慮將嵌入式數(shù)據(jù)庫移植到應(yīng)用