1、东北石油大学华瑞学院本科生毕业设计（论文）摘 要随 着 信 息 化 ， 智 能 化 ， 网 络 化 的 发 展 ， 嵌 入 式 系 统 技 术 也 将 获 得 广 阔 的 发展 空 间 。 进 入 20世 纪 90年 代 ， 嵌 入 式 技 术 全 面 展 开 ， 目 前 已 成 为 通 信 和 消 费类 产 品 的 共 同 发 展 方 向 。 在 通 信 领 域 ， 数 字 技 术 正 在 全 面 取 代 模 拟 技 术 。 在 广播 电 视 领 域 ， 美 国 已 开 始 由 模 拟 电 视 向 数 字 电 视 转 变 ， 欧 洲 的 DVB（ 数 字 电视 广 播 ） 技 术 已 在 全
2、 球 大 多 数 国 家 推 广 。 在 个 人 领 域 中 ， 嵌 入 式 产 品 将 主 要 是个 人 商 用 ， 作 为 个 人 移 动 的 数 据 处 理 和 通 讯 软 件 。 由 于 嵌 入 式 设 备 具 有 自 然 的人 机 交 互 界 面 ， GUI 屏 幕 为 中 心 的 多 媒 体 界 面 给 人 很 大 的 亲 和 力 。 手 写 文 字输 入 、 语 音 拨 号 上 网 、 收 发 电 子 邮 件 以 及 彩 色 图 形 、 图 像 已 取 得 初 步 成 效 。 本 文 是 在 S3C2440试 验 仪 和 GPRS 模 组 硬 件 基 础 上 ， 运 行 在 Li
3、nux 操 作系 统 下 ， 通 过 Linux 系 统 控 制 S3c2440与 GPRS 模 组 通 信 ， 实 现 手 机 的 功 能 。关键字：Linux；嵌入式；ARM；GPRS 无线模组东北石油大学华瑞学院本科生毕业设计（论文）AbstractWith the information,intelligence,network development,embedded systems technology will also get broad space for development.After 1990s,Embedded technology in full swing, h
4、as become the communications and consumer products, the direction of common development. In communications, digital technology is completely replace analog technology. In the field of radio and television, the U.S. has been transformed from analog to digital TV transition, the European DVB (Digital
5、Video Broadcasting) technology has been the promotion most of the countries in the world. In the personal domain, embedded products will be primarily a personal business, as a personal mobile data processing and communications software. Due to the embedded device has a natural man-machine interface,
6、 GUI-screen-centric multimedia interface gives a great affinity. Handwritten text input, voice dial, send and receive e-mail and color graphics, images, initial results have been achieved.This is a test instrument in the S3C2440 and the GPRS module based on the hardware, operating system running on
7、Linux, Linux system control S3c2440 through GPRS module and communication, to achieve the function of mobile phones.Keywords： Linux; Embeded System; ARM; GPRS wireless module东北石油大学华瑞学院本科生毕业设计（论文）I目 录第 1 章 概述 .11.1 课题的目的及其意义 .11.2 嵌入式系统的背景 .11.3 LINUX 系统介绍 .2第 2 章 S3C2440 介绍 .82.1 S3C2440 系统结构介绍 .82.
8、2 ARM 实验仪介绍 102.3 本章小结 .12第 3 章 GPRS 无线模组 .113.1 GPRS 概述及工作原理 113.2 SIM300 的 AT 指令 .113.3 本章小结 .12第 4 章 触摸屏 .124.1 TFT LCD 介绍 .124.2 TFT LCD 结构及显示原理 .134.3 本章小结 .15第 5 章 编码 .195.1 国标码、区位码、准国标码 .195.2 GBK 码 .205.3 UNICODE 码 .205.4 本章小结 .21第 6 章 输入法 .21Comment 中中中中1: 应该是结论，参考文献，致谢，结论字体不正确东北石油大学华瑞学院本科生
9、毕业设计（论文）II6.1 T9输入法介绍 .216.2 T9输入法原理 .216.3 本章小结 .21第 7章 模拟手机设计与实现 .237.1 建立 PC机开发环境 237.2 开发板环境搭建 .247.3 程序编辑及编译 .277.4 编程 分析 .297.5 手机效果 .377.6 本章小结 .39结 语 .38参考文献 .40致 谢 .41东北石油大学华瑞学院本科生毕业设计（论文）1第 1 章 概述1.1 课题的目的及其意义嵌入式系统无疑是当前最热门最有发展前途的 IT 应用领域之一。嵌入式系统用在一些特定专用设备上，通常这些设备的硬件资源（如处理器、存储器等）非常有限，并且对成本很
10、敏感，有时对实时响应要求很高等。特别是随着消费家电的智能化，嵌入式更显重要。比如我们平常见到的手机、PDA、电子字典、可视电话、VCD/DVD/MP3 Player、数字相机（DC） 、数字摄像机（DV） 、U-Disk、机顶盒（Set Top Box） 、高清电视（ HDTV） 、游戏机、智能玩具、交换机、跌由器、数控设备或仪表、汽车电子、家电控制系统、医疗仪器、航天航空设备等等都是典型的嵌入式系统。本论文主要基于 Linux 系统下，利用 S3C2440 开发板与 GPRS 无线通信模组，采用 Linux 系统编程中多线程的方式，编程实现用户对 TFT LCD 的控制，从触摸屏中读取用户所
11、点击的点值，并解析成所要执行的相应操作，通过 S3C2440 的串口实现对 GPRS 无线模组的控制，最终实现拔打电话、查看短消息、发送短消息、查看通话记录、查看电话薄等功能 1。1.2 嵌入式系统的背景嵌入式系统的定义为：以应用为中心、以计算机技术为基础、软硬件可裁剪、适用于应用系统，对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。它的主要特点是嵌入、专用。从 20 世纪 70 年代起，微型机以小型、价廉、高速数值计算等特点迅速走向市场，它所具备的智能化水平在工业控制领域发挥了作用，常被组装成各种形状，嵌入到一个对象体系中，进行某类智能化的控制。这样一来，计算机便失去了原来的形态与
12、通用的功能，为区别于通用计算机系统，将这类为了某个专用的目的，而嵌入到对象体系中的计算机系统，称为嵌入式计算机系统，简称嵌入式系统。含有嵌入式系统的设备称为嵌入式设备，这在生活中随处可见：电子表、手机、MP3 播放器、摇控器等，涵盖了生产、工业控制、通信、网络、消费电子、汽车电子、军工等领域。从通俗、广义的角度来说，除电脑、超级计算机等具备比较强大计算能力及系统资源（比如内存、存储器等）的电子系统之外，凡具备计算能力的设备都可称为嵌入式设备。随着技术的进步，嵌入式设备的性能越来东北石油大学华瑞学院本科生毕业设计（论文）2越高，一个相对高级的 PDA 的性能并弱于一般的电脑 2。嵌入式系统工业是
13、专用计算机工业,其目的就是要把一切变得更简单、更方便、更普遍、更适用;通用计算机的发展变为功能电脑, 普遍进入社会,嵌入式计算机发展的目标是专用电脑,实现“普遍化计算”, 因此可以称嵌入式智能芯片是构成未来世界的“数字基因 ”。1.3 Linux 系统介绍Linux 由 UNIX 操作系统发展而来，它的内核由 Linux Torvalds 以及网络上组织松散的黑客队伍一起从零开始编写二成。Linux 从一开始就决定自由扩散Linux（包括源代码） ，他把源代码发布到网上，随即就引起爱好者的注意，他们通过互联网也加入了 Linux 的内核开发工作。一大批高水平程序员的加入使Linux 得到了迅猛
14、发展。到 1993 年底，Linux 1.0 终于诞生。 Linux 1.0 已经是一个功能完备的操作系统，其内核紧凑高效，可以充分发挥硬件的性能，在 4MB 内存的 80386 及其上也表现得非常好。Linux 计入 GNU 并遵循通用公共许可证（GPL） ，由于不排斥商家对自由软件进一步开发，故而使 Linux 开始了又一次飞跃，出现了很多 Linux 发行版，有如 Slackware、Redhat、TurboLinux、OpenLinux 等十多种，而且还在增加；还有一些公司在 Linux 上开发商业软件或把其他 UNIX 瓶太的软件移植到 Linux 上来，如今很多 IT 界的大腕入I
15、BM、 Intel、 Oracle、Infomix、Sysbase、Netscape、Novell 等都宣布支持 Linux。Linux 操作系统具有以下特点：Linux 具备现代一切功能完整的 UNIX 系统所具备的全部特征，其中包括真正的多任务、虚拟内存、共享库、需求装载、优秀的内存管理以及 TCP/IP 网络支持等。Linux 的发行遵守 GNU 的通用公共许可证（GPL） 。在源代码级上兼容绝大部分的 UNIX 标准（如 IEEE POSIX,System V,BSD）遵从 POSIX 规范。东北石油大学华瑞学院本科生毕业设计（论文）8第 2 章 S3C2440 介绍2.1 S3C24
16、40 系统结构介绍S3C2440A 是韩国三星公司推出的 16/32 位 RISC 微控制器，其 CPU 采用的是 ARM920T 内核加上丰富的片内外设，为手持设备和其它应用，提供了低价格、低功耗、高性能微控制器的解决方案 3。内核结构：采用 ARM920T 内核，具有 16KB 指令 Cache、16KB 数据 Cache 和存储器管理单元 MMU，指令高速存储缓冲器（I-Cache ） ，数据高速存储缓冲器（ D-cache）提高指令执行效率及数据存储效率，减少主存带宽和响应性带来的影响，加强的 ARM 体系结构 MMU，用于支持 winCE、Linux 等操作系统，内部高级微控制总线（
17、AMBA）体系结构（AMB2.0，AHB/APB） 。图 2-1 ARM920T 内核结构处理器通用模块 1：有 60 个中断源，可以设定 1 个为快速中断，其余为普通中断，有 24 个外部中断，可编程电平/边沿触发方式。1 个看门狗定时器、 5 个定时器、9 个UART、24 个外部中断、4 个 DMA 中断、2 个 RTC 中断、2 个 ADC 中断、1 个IIC、2 个 SPI、1 个 SD、 2 个 USB、1 个 LCD、1 个触摸屏中断、1 个电池故障、1 个 NAND、2 个摄像头、1 个 AC97。处理器通用模块 2：3 个通道的 UART，带有 16 字节的 TX/RX FI
18、FO，支持 IrDA1.0 功能 。 8 通东北石油大学华瑞学院本科生毕业设计（论文）9道的 10 位 A/D 转换器，最高速率可达 500kSPS、提供有触摸屏接口 。 具有 130个通用 I/O 口 。 有 4 个具有 PWM 功能的 16 位定时器和 1 个 16 位内部定时器 。看门狗定时器。存储器接口：SRAM、SDRAM、NORFLASH 、NANDFLASH 、外部存储器控制器，可扩展 8 组，每组 128MB，总容量达 1GB、支持 NandFlash 作为启动存储器及数据存储器、支持最高达 256M 的 SDRAM 存储器接口、支持 NOR FLASH、SRAM 存储器接口、
19、4 通道的 DMA，并且有外部请求引脚。外围总线接口：32 位地址总线、8/16/32 位可编程数据总线、控制总线，具有 2 通道的SPI、1 个通道的 IIC 串行总线接口和 1 个通道的 IIS 音频总线接口，有 2 个 USB主机总线端口，1 个 USB 设备总线端口，兼容 MMC 的 SD 卡接口。人机接口：带有四线电阻式触摸屏接口，有 LCD 控制器，支持 4K 色的 STN 和 256K 色的 TFT，配置有 DMA 通道，支持多种屏幕尺寸，典型的屏幕尺寸有640*480，320*320，160*160，集成 Camer 摄像头控制器，具有日历功能的RTC。图 2-2 片内外设FP
20、GA 封装：其信号可以分成 addr0-addr26、Data0-data31、GPA0-GPA22、GPB10 、GPC15、GPD15、GPE15、GPF7、GPG15、GPH10 、EINT23、nGCS0nGCS7、AIN7 、 IIC、SPI 、OM0-OM3 等，大部分都是复用的。东北石油大学华瑞学院本科生毕业设计（论文）10图 2-3 FPGA 封装工作电压、操作频率、电源管理：具有 PLL 时钟发生器，主频最高可达 533M，内核 1.2V 供电最高 400M,1.3V供电最高 533M，存储器支持 1.8V、2.5V、3.0V、3.3V ，I/O 均支持 3.3V 供电，s3
21、c2440 为单机器周期执行指令集，具有电源管理功能，可以使系统以普通方式、慢速方式、空闲方式和掉电方式工作，降低产品功耗。2.2 ARM 实验仪介绍核心是 s3c2440+6M 晶振。SDRAM 为两片 32MB*16 位存储器组成 64MB*32位数据存储区。NAND FLASH 64MB*8 位存储器，单独寻址。NOR FLASH 为2MB*16 位存储器。RTC 时钟电路是 32768hz 晶振、电池。 UDA1341 音乐芯片。H-jtag 接口。图 2-4 S3C2440 试验仪多媒体模块：双通道立体声语音输出、TFT LCD（5.7 寸，640480，65536 色）、IIS 接
22、口、SD 卡接口、 SATA 硬盘接口。东北石油大学华瑞学院本科生毕业设计（论文）11通信模块：IIC、UART 接口、B1.1 接口（Host/Device）、网接口、RS 接口、S 接口、gbee 无线通信接口。人机交互模块：触摸屏接口、23 阵列按键、个独立 LED、路 03.3V 可调模拟电压输出。UART 模块原理介绍：通用异步收发器，简称 UART，即“Uuiversal Asynchronous Receiver Transmitter”，它用来传输串行数据，发送数据时，CPU 将并行数据写入UART，UART 按照一定的格式在一根电线上串行发送出去，接收数据时，UART检测另一
23、根电线上的信号，将串行数据收集到缓冲区中，CPU 即可读取 UART 获得这些数据。UART 之间以全双工方式传输数据，最精简的连线方法只有三根线： TX 用于发送数据，RX 用于接收数据，GND 用于给双方提供参考电平UART 的物理特性：UART 通常使用标准的 TTL/CMOS 逻辑电平（05V、03.3V ）来表示数据，高电平表示 1，低电平表示 0，为了增强数据的抗干能力、提高传输长度，通常将 TTL/COMS 电平转换为 RS-232 电平（312V 表示 0，-3-12V 表示 1）。图 2-5 串口与上位机数据收发时序UART 的逻辑特性：UART 为异步传输，发送双方必须按照
24、事先约定好的格式、速率传输数据，以下是最重要的两种属性数据帧格式：TXD、RXD 数据线以“位”为最小单位进行数据传输，而信息的最小单位为帧，帧由规定好的若干位组成：开始位、数据位、校验位、停止位等。东北石油大学华瑞学院本科生毕业设计（论文）12图 2-6 UART 数据帧格式波特率：每秒钟传送字符的个数，发送双方必须一致才能保证数据的正确传输，如：115200、9600、4800 等。UART 的使用UART 由 inter 公司提出并推广使用，是计算机的标配接口，因此大量使用在PC 机之间、PC 机与微控制器之间，作为数据、命令、控制接口。UART 主要工作在查询、中断两种模式：查询模式下
25、：PC 或 MCU 循环检测发送寄存器，随时填充或读取数据寄存器，效率一般较低。中断模式下：CPU 正常工作，当有数据需要发送或接收时，进入中断模式，完成数据收发，效率一般较高 4。2.3 本章小结本章主要阐述了实现模拟手机所需要的硬件环境，包括韩国三星公司推出的S3C2440A 16/32 位 RISC 微控制器，以及 ARM 试验仪，有了这些先进的硬件环境，才保证了模拟手机诸多功能的实现。东北石油大学华瑞学院本科生毕业设计（论文）11第 3 章 GPRS 无线模组3.1 GPRS 概述及工作原理GPRS 模组采用 SIM300 通讯芯片，利用无线移动网络实现语音传输和点对点数据传输。同时，
26、模组内具备 TCP/IP 协议栈，可以直接利用它实现无线上网。模组使用标准的 UART 串行通信接口与主芯片进行通信，可以与任何带有通用UART 串行通信接口的控制器进行连接 5。GPRS 模组使用标准串口与主控制器进行通讯。模组带有一个 10 针的接口，该接口可以直接和 MCU 相连接，或者用户可以通过模组上的 RS232 接口和 PC机直接相连接使用。VBAT1 VBAT2 VBAT3VBAT4 VBAT5 VBAT6VBAT7 VBAT8 GND9GND10 GND1 GND12GND13 GND14 VRTC15SIM_PRESENCE16 VD_EXT17 SPI_DATA18SIM
27、_VD19 SPI_CLK20 SIM_I/O21SPI_CS2 SIM_CLK23 SPI_D/C24SIM_RST25 SPI_RST26 KBC027DCD/GPIO028 KBC129 Network LED /GPIO130 KBC2 31GPIO5 32KBC3 3PWRKEY 34KBC435Buzer/GPIO8 36KBR0 37DTR 38KBR1 39RXD40KBR2 41TXD 42KBR3 43RTS 4KBR445CTS 46DBGRX 47RI 48DBGTX 49AGND50AGND 51ADC0 52MIC1P 53SPK1P 54MIC1N5SPK1N 5
28、6MIC2P 57SPK2P 58MIC2N 59SPK2N60U2SIM30CMPEN1 FB 2SW4GND3 IN5U1LM257T-ADJ470uFC1012KR1210uHL10.1uFC5D31N582VC VD5.1KR15 470uFC8 470uFC9POWERP3SMB D21N582S1SW-PB 5.1KR3VDResetResetVD0KR140.1uFC6470uFC1T2OUT 1T1OUT 2R2IN3 R2OUT 4T1IN5R1OUT 6R1IN7GND8VC 9C1+10 VD 1C1-12 C2+13 C2-14VE 15R4IN16 R4OUT 17T
29、2IN18 T3IN19 T4OUT 20T4IN21R3OUT 2R3IN23T3OUT 24U3MAX238MRG123456789110J2D Conector 90KR170KR230KR180KR190KR200KR210KR20KR24S_DCDS_TXDS_CTSS_RIPC_DCDPC_RXDPC_CTSPC_RIPC_DCDPC_RXDPC_CTSPC_RI PC_TXDPC_DTRPC_RTS S_RTSS_DTRS_RXDPC_TXDPC_DTRPC_RTSS_RXDS_TXDS_CTSS_RTSS_DTR1FC131FC141FC15VC1FC12 1 23 45 67
30、 89 101 1213 1415 16P5MHDR2X8DCDDTRRTSCTSRITXRXS_DCDS_DTRS_RTSS_CTSS_RIS_RXDS_TXD123P6Header 3RXTXPCtoSIM300_UART位位位位3pFC368R7470uFC7 J1Phonejack33pFC1 3pFC23pFC410R6SPK2PMIC2PSPK2PMIC2PQ12N3904Q22N3904D1Diode DS1LED2LS1BelVC68R968R10 68R168R8VCLEDBUZBUZLED123456P1Header 668R1 68R2 68R4SIM_DATSIM_CL
31、KSIM_RST68R5SIM_DATSIM_CLKSIM_RST12345P2Header 5SIM位位位SPI_DATSPI_CLKSPI_CSSPI_D/CSPI_RSTSPI_DATSPI_CLKSPI_CSSPI_D/CSPI_RSTSIM_VCSIM_VCVC68R1668R13SKP1PMIC1P12P4Header 2HRI位位位位位 位位位位位SPI位位位位图 2-7 GPRS 无线模组3.2 SIM300 的 AT 指令AT 即 Attention，AT 命令集是从 TE(Terminal Equipment)或 DTE(Data Terminal Equipment)向
32、TA(Terminal Adapter)或 DCE(Data Circuit Terminating 东北石油大学华瑞学院本科生毕业设计（论文）12Equipment)发送的。通过 TA，TE 发送 AT 命令来控制 MS(Mobile Station)的功能，与 GSM 网络业务进行交互。用户可以通过 AT 命令进行呼叫、短信、电话本、数据业务、补充业务、传真等方面的控制。SIM300 可设置的 AT 命令包括 GSM07.05、GSM07.07、ITU-T 介绍的 AT 命令，除此之外，SIM300 还支持 SIM 公司扩展的 AT 命令。每个 AT 命令行必须以“AT” 为前缀开始，以
33、r结束。AT 命令通常跟随其回应，回应的格式为：rn+回应+rn。下表中r或rn 都被省略 6。表 3-1 AT 指令表命令 命令格式 功能描述AT AT 测试连接是否正常。AT+CMIC=? AT+CMIC=, 设置 MIC 的通道及增益。AT+CMGF=? AT+ CMGF = 设置短消息格式。AT+CHFA=? AT+CHFA= 切换声音通道。AT+CLVL=? AT+CLVL= 喇叭音量调节。AT+CSCS=? AT+CSCS= 选择 TE 字符集。ATD ATD; 拨号，建立会话、数据或传真等业务。ATH ATH0 呼叫挂起。ATA ATA 呼叫应答。AT+VTS=? AT+VTS=
34、 发送 DTMF 拨号音。AT+CMGS=? AT+CMGS= , AT+CMGS= 发送短消息。AT+CMGR=? AT+CMGR=, 读取短消息。3.3 本章小结本章主要阐述了 GPRS 无线模组的工作原理，即利用无。线移动网络实现语音传输和点对点数据传输；以及 AT 指令的使用方法。东北石油大学华瑞学院本科生毕业设计（论文）12第 4 章 触摸屏4.1 TFT LCD 介绍TFT(Thin Film Transistor)LCD 即薄膜场效应晶体管 LCD，是有源矩阵类型液晶显示器(AM-LCD) 中的一种。 液晶平板显示器，特别 TFT-LCD，是目前唯一在亮度、对比度、功耗、寿命、体
35、积和重量等综合性能上全面赶上和超过 CRT的显示器件，它的性能优良、大规模生产特性好，自动化程度高，原材料成本低廉，发展空间广阔，将迅速成为新世纪的主流产品，是 21 世纪全球经济增长的一个亮点 7。和 TN 技术不同的是，TFT 的显示采用“背透式” 照射方式假想的光源路径不是像 TN 液晶那样从上至下，而是从下向上。这样的作法是在液晶的背部设置特殊光管，光源照射时通过下偏光板向上透出。由于上下夹层的电极改成 FET电极和共通电极，在 FET 电极导通时，液晶分子的表现也会发生改变，可以通过遮光和透光来达到显示的目的，响应时间大大提高到 80ms 左右。因其具有比TN-LCD 更高的对比度和
36、更丰富的色彩，荧屏更新频率也更快，故 TFT 俗称“ 真彩”。 相对于 DSTN 而言，TFT-LCD 的主要特点是为每个像素配置一个半导体开关器件。由于每个像素都可以通过点脉冲直接控制。因而每个节点都相对独立，并可以进行连续控制。这样的设计方法不仅提高了显示屏的反应速度，同时也可以精确控制显示灰度，这就是 TFT 色彩较 DSTN 更为逼真的原因。目前，绝大部分笔记本电脑厂商的产品都采用 TFT-LCD。早期的 TFT-LCD主要用于笔记本电脑的制造。尽管在当时 TFT 相对于 DSTN 具有极大的优势，但是由于技术上的原因，TFT-LCD 在响应时间、亮度及可视角度上与传统的 CRT显示器
37、还有很大的差距。加上极低的成品率导致其高昂的价格，使得桌面型的TFT-LCD 成为遥不可及的尤物。不过，随着技术的不断发展，良品率不断提高，加上一些新技术的出现，使得 TFT-LCD 在响应时间、对比度、亮度、可视角度方面有了很大的进步，拉近了与传统 CRT 显示器的差距。如今，大多数主流LCD 显示器的响应时间都提高到 16ms 以下，这些都为 LCD 走向主流铺平了道路。LCD 的应用市场应该说是潜力巨大。但就液晶面板生产能力而言，全世界的LCD 主要集中在中国台湾、韩国和日本三个主要生产基地。亚洲是 LCD 面板研发及生产制造的中心，而台、日、韩三大产地的发展情况各有不同。东北石油大学华
38、瑞学院本科生毕业设计（论文）134.2 TFT LCD 结构及显示原理通常的 a-Si TFT 主要由玻璃基板、栅电极、栅绝缘层、半导体活性层 a-Si,欧姆接触层 n+a-Si、源漏电极及保护膜等组成，其中栅绝缘层和保护膜一般采用SiN。a-Si TFT 的结构可分为四种典型结构：源、漏、栅三电极位于半导体活性层 a-Si 同一侧的平面结构，其中源、漏、栅三电极位于 a-Si 层上侧的称正栅平面结构，源、漏、栅三电极位于 a-Si 层下侧的称倒栅平面结构；源、漏、电极与栅电极位于 a-Si 层两侧的交错结构，其中栅电极在 a-Si 层上侧，源、漏电极在 a-Si层下侧的称正栅交错结构或顶栅结
39、构，栅极在 a-Si 下侧，源、漏电极在 a-Si 层上侧的称倒栅交错结构或底栅结构。从制造工艺上看，交错结构的 SiN，a-Si 和 n+a-Si 三层(或其中二层)可以连续淀积，适合流水作业，又可减少交叉污染。现在，交错结构已成为主流，它不仅对 a-Si，SiN 。n+a-Si 可连续作业，而且倒栅还可以作遮光层(不需另设遮光层)，这对 a-Si TFT 是重要的，因为 a-Si 对光敏感，一旦有光流入引起漏电流增加，将会导致像质恶化。图 4-1 TFT LCD 切面结构图从 TFT-LCD 的切面结构图可以看到 LCD 是由二层玻璃基板夹住液晶组成的，形成一个平行板电容器，通过嵌入在下玻
40、璃基板上的 TFT 对这个电容器和内置的存储电容充电，维持每幅图像所需要的电压直到下一幅画面更新。液晶的彩色都是透明的必须给 LCD 衬以白色的背光板上才能将五颜六色表达出来，而要使白色的背光板有反射就需要在四周加上白色灯光。因此在 TFT-LCD 的底部都组合了灯具，如 CCFL 或 LED。TFT-LCD 需要背光，由于 LCD 面板本身并不发光，因此需要背光，液晶显示器就必须加上一个背光板，来提供一个高亮度，而且亮度分布均匀的光源。LCD 实际上是通过自身的 R，G，B 彩色滤光片对背光源发出的光进行合成来实东北石油大学华瑞学院本科生毕业设计（论文）14现彩色显示的。目前的常用背光源是
41、CCFL 或 LED。图 4-2 TFT LCD 原理图模拟 TFT LCD：LCD 显示的本质就是电压驱动液晶是否透光，加上时序就可以驱动一副画面了，因此最简单的应该是模拟 LCD。LCD 的面板上只有 source 和 gate driver，其他信号都从 FPC(Flexible Printed Circuits)引出来了， R1、G1、B1 是模拟电压信号线，当在一定的时序下，通过改变数据线上的电压值就可以显示不同的颜色了。由于模拟量是连续的，所以显示的颜色应该是无穷级的。使用单片机显存难以满足，时钟不够快（10M 左右） ，信号线有延迟。使用ARM、DSP， I/O 时序靠软件顺序完
42、成，很多并发操作无法实现。使用可编程逻辑器件，CPLD+D/A+SDRAM 是 LCD 驱动板的理想模型。数字 TFT LCD：数字 TFT LCD 电信号部件组成：背光电路和显示电路。背光电路：3.5 寸TFT LCD 背光，大都采用白光 LED 作为背光源，一般由 6 个串连的白光 LED 组成，驱动电压大概 20V 左右，20mA 电流左右，是一个耗电量很大的部件 8。TFT LCD 驱动原理:TFT LCD 采用类似电脑集成显卡的架构：在内存中开辟一片空间，将 LCD 每一个像素点映射到对应的内存地址上，这样通过操作对应内存空间即可操作屏幕对应的像素点，整套 LCD 驱动就是在这样的原
43、则下完成的，实现了画点、画圆、画矩形、显示中英文字母、图片等。东北石油大学华瑞学院本科生毕业设计（论文）154.3 本章小结本章主要介绍了触摸屏 TFT-LCD，以及它的结构和工作原理，最后介绍了几种常见的触摸屏。Comment 中中中中2: 该章提到上页吧东北石油大学华瑞学院本科生毕业设计（论文）19第 5章 编码5.1 国标码、区位码、准国标码“国标”是中华人民共和国标准信息交换用汉字编码”的简称。国标表（基本表）把七千余汉字、以及标点符号、外文字母等，排成一个 94行、94 列的方阵。方阵中每一横行叫一个“区” ，每个区有九十四个“位” 。一个汉字在方阵中的坐标，称为该字的“区位码” 。
44、例如“中”字在方阵中处于第 54区第 48位，它的区位码就是 54489。国标码三个阶段 1、国标 GB2312-80信息交换用汉字编码字符集 ：该字符集收录了 6763个常用汉字，其中一级汉字 3755个，二级汉字 3008个。另外还收录了各种符号682个，合计 7445个。2、国标 GB13000.1-1993（等同于国际标准 ISO/IEC 10646.1-1993） 通用多八位编码字符集（UCS） 第一部分：体系结构与基本多文种平面：又称大字符集字库 GBK，是GB2312-80 、 GB12345-90 、 BIG5 等字符集标准的超集，一共收录了中、日、韩 20902个汉字。3、国
45、标 GB18030-2000信息交换用汉字编码字符集基本集的扩充 是未来我国计算机系统必须遵循的基础性标准之一，收录了 27564个汉字。 GB码：GB编码标准中，比较常用的是 GB2312和 GBK两种，GB2312 是 GBK的一个子集。全部编码分为三大部分：1. 汉字区。包括： a. GB 2312 汉字区。即 GBK/2: B0A1-F7FE。收录 GB2312 汉字 6763 个，按原顺序排列。b. GB 13000.1 扩充汉字区。包括：(1) GBK/3: 8140-A0FE。收录 GB 13000.1 中的 CJK汉字 6080 个。(2) GBK/4: AA40-FEA0。收
46、录 CJK 汉字和增补的汉字 8160 个CJK汉字在前，按 UCS 代码大小排列；增补的汉字（包括部首和构件）在后，按康熙字典的页码字位排列。 2、图形符号区。包括： 东北石油大学华瑞学院本科生毕业设计（论文）20a. GB 2312 非汉字符号区。即 GBK/1:A1A1-A9FE。其中除 GB 2312 的符号外，还有 10 个小写罗马数字和 GB 12345 增补的符号。计符号 717 个。b. GB 13000.1 扩充非汉字区。即 GBK/5:A840-A9A0。BIG-5 非汉字符号、结构符和“”排列在此区。计符号 166 个。 用户自定义区：分为(1)(2)(3)三个小区。 (
47、1) AAA1-AFFE，码位 564 个。(2) F8A1-FEFE，码位 658 个。(3) A140-A7A0，码位 672 个。第(3)区尽管对用户开放，但限制使用，因为不排除未来在此区域增补新字符的可能性。5.2 GBK 码GBK 码是 GB 码的扩展字符编码，对多达 2 万多的简繁汉字进行了编码，简体版的 Win95 和 Win98 都是使用 GBK 作系统内码。GBK 是又一个汉字编码标准，全称汉字内码扩展规范 （Chinese Internatial Code Specification） ，1995 年颁布。GB 是国标，K 是汉字“扩展”的汉语拼音第一个字母。 GBK 亦采
48、用双字节表示，总体编码范围为 0x81400xFEFE 之间，首字节在0x810xFE 之间，尾字节在 0x400xFE 之间，剔除 0x7F 一条线，总计 23940个码位，共收入 21886 个汉字和图形符号，其中汉字（包括部首和构件）21003个，图形符号 883 个。5.3 Unicode 码Unicode（统一码、万国码、单一码）是一种在计算机上使用的字符编码。它为每种语言中的每个字符设定了统一并且唯一的二进制编码，以满足跨语言、跨平台进行文本转换、处理的要求。大概来说，Unicode 编码系统可分为编码方式和实现方式两个层次。编码方式:Unicode 是国际组织制定的可以容纳世界上
49、所有文字和符号的字符编码方案。Unicode 用数字 0-0x10FFFF 来映射这些字符，最多可以容纳 1114112 个字符，或者说有 1114112 个码位。 码位就是可以分配给字符的数字。UTF-8、UTF-16、UTF-32 都是将数字转换到程序数据的编码方案。Unicode 字符集可以简写为 UCS（Unicode Character Set） 。早期的 Unicode 标准有 UCS-2、 UCS-4 的说法。UCS-2 用两个字节编码， UCS-4 用 4 个字节编码。东北石油大学华瑞学院本科生毕业设计（论文）21UCS-4 根据最高位为 0 的最高字节分成 27=128 个 group。每个 group 再根据次高字节分为 256 个平面（plane） 。每个平面根据第 3 个字节分为 256 行 （row） ，每行有 256 个码位（cell） 。group 0 的平面 0 被称作 BMP（Basic Multilingual Plane） 。 将 UCS-4 的 BMP 去掉前面的两个零字节就得到了 UCS-2。每个平面有216=65536 个码位。 Unicode
