Android系統(tǒng)中LIS3DH加速度傳感器軟硬件系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、Android是 Google推出的一款開(kāi)放的嵌入式操作系統(tǒng)平臺(tái)，在其應(yīng)用中不能忽視的一個(gè)關(guān)鍵部件就是傳感器。目前傳感器在Android手機(jī)中的應(yīng)用發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)主要來(lái)自系統(tǒng)級(jí)軟硬件設(shè)計(jì)和嵌入式軟件開(kāi)發(fā)。本文以某款A(yù)ndroid智能手機(jī)為背景，完成了基于I2C的加速度傳感器在Android系統(tǒng)中軟硬件系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)，主要包含I2C接口控制模塊、Linux內(nèi)核中的驅(qū)動(dòng)程序和有關(guān)加速度傳感器的應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，具體研究?jī)?nèi)容和工作如下：

2、
　　1.對(duì)LIS3DH加速度傳感器的原理進(jìn)行了研究，根據(jù)LIS3DH傳感器的功能模塊結(jié)構(gòu)，對(duì)各個(gè)功能模塊進(jìn)行配置，以及根據(jù)其應(yīng)用特性，分析如何使用LIS3DH傳感器，以及如何獲取傳感器數(shù)據(jù)。
　　2.設(shè)計(jì)了一種I2C接口控制模塊，該設(shè)計(jì)模塊主要包括I2C總線接口、控制寄存器接口、時(shí)鐘產(chǎn)生模塊、I2C主控制器、中斷控制模塊和仲裁邏輯模塊等，用于通過(guò) I2C接口與加速度傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。本設(shè)計(jì)采用 I2C模塊與標(biāo)準(zhǔn)廠商的EE

3、PROM存儲(chǔ)器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的方式，間接模擬驗(yàn)證了I2C模塊通過(guò)I2C接口對(duì)加速度傳感器進(jìn)行初始化控制和數(shù)據(jù)發(fā)送接收操作。由于沒(méi)有 LIS3DH傳感器verilog模型，這里采用24xx128EEPROM verilog模型替代傳感器verilog模型。此外，本設(shè)計(jì)還使用兩個(gè) I2C模塊的相互驗(yàn)證方式，進(jìn)一步驗(yàn)證了主機(jī)和從機(jī)方式下的各項(xiàng)功能。最后本文進(jìn)行了設(shè)計(jì)模塊的邏輯綜合分析和FPGA仿真驗(yàn)證。
　　3.根據(jù) Android系統(tǒng)中

4、的加速度傳感器子系統(tǒng)架構(gòu)，內(nèi)核中的驅(qū)動(dòng)程序包含I2C驅(qū)動(dòng)程序和傳感器驅(qū)動(dòng)程序。根據(jù)Linux I2C體系架構(gòu)，本文完成了傳感器的I2C驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)，并分析了驅(qū)動(dòng)程序使用Probe方式探測(cè)傳感器設(shè)備的詳細(xì)流程。根據(jù)驅(qū)動(dòng)程序功能劃分，本文將傳感器驅(qū)動(dòng)程序分為幾個(gè)子模塊：傳感器功能設(shè)置模塊、字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)模塊、文件系統(tǒng)模塊以及輸入子系統(tǒng)模塊等。整個(gè)驅(qū)動(dòng)程序采用了三種并發(fā)控制方式，用于維護(hù)驅(qū)動(dòng)程序的穩(wěn)定性和安全性。在 Linux2.6系統(tǒng)中，本文

5、修改了相關(guān)配置文件，完成了內(nèi)核調(diào)試與驅(qū)動(dòng)程序的編譯，而后獲取了可驅(qū)動(dòng)LIS3DH傳感器正常工作的傳感器驅(qū)動(dòng)文件。
　　4.本文研究了傳感器硬件抽象層HAL的實(shí)現(xiàn)機(jī)理，介紹了傳感器HAL接口的實(shí)現(xiàn)，并對(duì)HAL的工作流程進(jìn)行了分析，深入研究了HAL打開(kāi)傳感器設(shè)備的工作原理。在打開(kāi)傳感器設(shè)備后，HAL需要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)換，最后實(shí)現(xiàn)了上層應(yīng)用對(duì)HAL的訪問(wèn)。
　　5.本文完成了有關(guān)加速度傳感器應(yīng)用程序的Java源代碼設(shè)計(jì)，