无线课堂教学网络的PDA终端设计与实现

论文摘要

传统PDA产品功能单一，不能适应教育发展的需要实现课堂教学网络化。本文设计的无线课堂教学网络PDA终端可以把数十个PDA学习机终端组成小型无线课堂网络，使得教学方法更加先进，提高了学生学习的兴趣和效率。这种以嵌入式技术为核心的无线课堂教学网络PDA终端，在普及课堂教育电子化提高教育质量方面发挥了重要的作用。因此，该课题具有很好的现实意义。本文设计了无线课堂教学网络的PDA终端并且研发出产品。文中对系统的各个模块进行器件选型和电路设计，给出了系统的结构框图。系统采用了两个AT89C52单片机作为主从CPU。主CPU的总线上连接了液晶显示模块、NANDFLASH、NORFLASH、程序SRAM、数据SRAM等主要模块，并且通过串口连接无线通信模块。从CPU主要控制两个PS／2键盘接口、电压检测模块、电源升压模块等。文中同时给出系统的软件体系架构图、包括硬件驱动层、UCOS-Ⅱ操作系统层、功能模块层和应用软件层。系统软件的性能良好，充分发挥了硬件性能并增强系统的灵活性和稳定性。本文还着重论述了基于NANDFLASH的嵌入式文件系统、基于PS／2协议和Trie树结构的多语言输入系统和基于nRF2401的无线通讯模块的设计与实现。文中设计的PDA终端具有五笔打字训练、日文打字训练，英语学习、同语学习、传票翻打训练、计算器计算以及个人记事本编辑等功能。通过课题的研究，成功设计了无线课堂教学网络的PDA终端并且制作出产品。产品在实际使用过程中能够符合功能要求并且性能稳定可靠，证实本文在硬件电路设计和软件架构设计上所作的论证是切实可行的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题的意义和应用价值
• 1.2 嵌入式系统发展概述
• 1.3 产业背景分析
• 1.3.1 教育产业中嵌入式数码学习机的发展
• 1.3.2 国内外PDA产品的发展现状和趋势
• 1.3.3 职业教育用PDA学习机的需求分析
• 1.4 本文主要工作内容及具体章节安排
• 2 硬件方案的设计与实现
• 2.1 硬件需求分析
• 2.2 处理器选型及连接设计
• 2.3 液晶显示模块选型及连接设计
• 2.4 存储芯片选型及连接设计
• 2.5 静态随机存储器SRAM选型及连接设计
• 2.6 键盘输入模块选型及连接设计
• 2.7 硬件总体设计及工作原理
• 2.7 系统开发环境的搭建
• 2.8 本章小结
• 3 系统软件部分的总体方案设计
• 3.1 系统的软件总体设计及工作原理
• 3.2 硬件驱动层
• 3.3 UCOS-Ⅱ操作系统层
• 3.3 功能模块构件层
• 3.4 应用层软件
• 3.5 本章小结
• 4 基于NANDFLASH的嵌入式文件系统设计
• 4.1 文件系统设计思路分析
• 4.2 NANDFLASH的驱动程序设计
• 4.3 NANDFLASH存储块管理层
• 4.3.1 配置表的设计说明
• 4.3.2 Zone表设计说明
• 4.3.3 逻辑地址到物理地址的转换
• 4.4 文件存储管理
• 4.5 文件系统的API接口函数
• 4.6 本章小结
• 5 基于PS/2协议和Trie树结构的多语言输入系统设计
• 5.1 单片机对PS/2键盘的驱动程序设计
• 5.1.1 键盘给单片机发送数据
• 5.1.2 单片机给设备键盘发送命令
• 5.1.3 键盘命令介绍及其初始化
• 5.2 扫描码处理程序设计
• 5.3 内码搜索算法设计
• 5.4 字形显示的原理
• 5.5 本章小结
• 6 基于nRF2401芯片的无线通信模块的设计
• 6.1 射频收发芯片nRF2401的简介
• 6.2 无线通信模块的硬件设计
• 6.2.1 射频收发芯片nRF2401的引脚说明
• 6.2.2 射频收发部分的电路设计
• 6.3 无线通信模块的软件设计
• 6.3.1 基于nRF2401芯片的驱动程序设计
• 6.3.2 无线通信协议设计
• 6.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢