嵌入式Linux的驱动程序设计与GUI界面开发

论文摘要

随着社会信息化,智能化,网络化的发展,嵌入式系统已经在工业控制,个人数码消费品,医疗器械,汽车控制,航空航天中有大量的应用。ARM结构的嵌入式系统以其通用性强,功能强大,外围设备可裁剪等优势,在嵌入式领域中有了广泛的应用。在嵌入式操作系统中,Linux操作系统由于其开发的成本低,可裁剪,占用资源少,开放性源码资源丰富,移植性强等特点,在嵌入式开发领域得到越来越多的发展和应用。本文基于以上嵌入式发展的背景论述了嵌入式Linux驱动程序的设计和GUI界面的开发。本次设计的系统是能够支持网络通信,能够对SPI,I2C总线上的设备进行管理和控制,并具有人机交互功能的嵌入式平台。本次的设计能够用于工业控制与设备故障的诊断。文中介绍了嵌入式Linux系统开发的硬件和软件开发环境,对ARM嵌入式系统中系统引导程序U-boot和Linux系统内核的移植过程进行了详细的介绍。重点阐述了Linux系统驱动程序的开发流程,对Linux字符型驱动架构进行了介绍。介绍了DM9000网卡、触摸屏、键盘、感光芯片等外围器件的工作原理和设计流程,对DM9000、I2C键盘、LCD帧缓存的驱动设计流程进行了重点的阐述。介绍了嵌入式GUI的开发工具,详细说明了Microwindows和FLTK开发工具的交叉编译过程,对FLTK界面设计的开发流程进行了详细叙述。文章最后是对以上设计程序的测试,通过编写应用测试程序调用底层驱动来验证设计的功能。通过测试的结果总结本次设计的成果,并对设计中出现的问题提出解决和改进的方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1. 绪论
• 1.1. 课题背景及国内外发展现状
• 1.2. 论文主要内容
• 2. Linux 嵌入式开发平台的搭建
• 2.1. 硬件平台介绍
• 2.2. Linux 开发编译环境的搭建
• 2.3. Bootloader 的移植
• 2.4. Linux 内核的移植
• 2.5. 根文件系统的建立
• 2.6. 本章小结
• 3. Linux 驱动程序的开发与移植
• 3.1. Linux 驱动模块的介绍
• 3.2. DM9000 网卡驱动程序的设计
• 3.3. 字符型设备设计的架构
• 3.4. SPI 总线设备的驱动程序设计
• 3.5. I2C 键盘的驱动程序设计
• 3.6. I2C 背光控制的驱动程序设计
• 3.7. LCD 设备驱动程序的移植
• 3.8. 本章小结
• 4. GUI 开发环境的搭建与设计
• 4.1. 嵌入式GUI 设计的简介
• 4.2. FLTK 开发环境搭建与设计
• 4.3. FLTK 软件代码的开发
• 4.4. 本章小结
• 5. 模块测试与分析
• 5.1. 软件测试环境
• 5.2. U-boot 的测试
• 5.3. Linux 内核与驱动程序的测试
• 5.4. 图形界面程序的调试
• 5.5. 本章小结
• 6. 总结与展望
• 致谢
• 参考文献