0 导言
以Cortex-M3为内核的处理器因为其低功耗以及低成本而且是32位处理器，越来越多的研究人员现已从51处理器、AVR等处理器开端转移到这个范畴。数字PDA体系规划选用的是以Cortex-M3的内核STM32ZET6控制器，可是因为STM32ZET6内部没有MMU，不能移植WincE，Linux等操作体系，故只能运用ucLinux，μC／OS-Ⅱ等实时操作体系。传统的操作体系ucLinux，μC／OS-Ⅱ在微控制器中移植后，运用程序就开端了与操作体系、以及硬件驱动之间的交互，一旦要增加新的运用程序或许对运用程序的更改，代码的修正量以及整个操作体系的稳定性都会收到影响。这时就需求一种新的机制，能够在确保体系稳定性的基础上快速规划运用程序，也正是依据这种思维，数字PDA体系将实时操作体系、硬件驱动、FATFS进行共同的封装，并给出一种依据页的机制，每一页便是一个线程，运用μC／OS-Ⅱ操作体系进行使命间的切换，而运用程序只需求依照页的规划规矩，进行运用程序页规划即可，规划终究证明是合理牢靠的。
1 数字PDA体系原理框图阐明
数字PDA体系的硬件电路部分由微控制器STM32F103ZET6、16 Mb NOR FLASH存储器、液晶显现LCD控制电路、USB接口电路、VS1003B MP3解码芯片电路、2 Gb misroSD卡接口电路、以及2．5～5 V电源电路组成。它的结构图如图1所示。
2 数字PDA体系硬件电路规划
2．1 微处理器MCU
微处理器MCU选用STM32F103ZET6 ARM芯片，其特点是低功耗、价格低、具有丰厚的外设资源如FSMC控制器、USB、多路SPI和USART，而且有MDK编程手册，易于上手。
2．2 NOR FLASH存储器
NOR FLASH选用M29W128芯片，NOR FLASH的作用是存储页面资源、GUI资源、以及各种字库资源。数字PDA体系硬件电路运用微控制器的FSMC控制器对M29W128 NOR FLASH进行读写操作，首要是为了进步对M29W128读写速度。M29W128NOR FLASH中的存储的数据，也能够通过从microSD卡中读取并进行存储。
2．3 TFT液晶显现电路
数字PDA体系硬件电路运用以HX8312为主控芯片的液晶控制电路和主控制器衔接。主控制器和液晶控制电路之间的数据通讯也运用主控制器的FSMC接口，意图是进行快速传输数据，防止液晶显现刷屏现象的发生。
2．4 VS1003音频解码电路
VS1003是音频解码芯片，它支撑Mpeg1和Mpeg2，WMA，MIDI，MP3解码，一起支撑IMA ADPCM(单声道)、麦克风和线入等编码，VS1003具有一个高性能低功耗的DSP处理器核VS_DSP，0．5 KB数据RAM。数字PDA体系运用VS1003音频解码芯片，完结PDA的音乐MP3的播映功用。
2．5 USB接口电路和microSD卡接口电路
STM32微控制器具有1个USB接口，该USB接口首要完结数字体系PDA在和PC机衔接时的USB通讯，当然也能为数字体系PDA体系供电。micro SD完结了数字PDA体系的大容量数据的存储。
2．6 PDA内部USB转串口电路
PL2303遵从USB协议，而且支撑到RS 232的转化。PDA数字体系通过PL2303电路完结主控制器的串口和PC之间的串口通讯，这个电路首要用于体系调试。
2．7 电源电路
电源电路包括锂电、5 V外接电源滤波电路、5 V转3．3 V、3．3 V转2．8 V、3．3 V转2．5 V五个电路，它们首要担任分别给主控制器、解码芯片、SD、NORFLASH供给电源。
3 数字PDA体系软件体系规划
3．1 软件体系整体介绍
相比较硬件电路来说，硬件电路一旦确认而且电路正确，基本上没有大的改变，而软件部分则会呈现非常大改变，因为运用的程序是多种多样的。可是STM32微控制器没有像PC处理器那样含有MMU，不能运转Linux和WinCE操作体系，可是在许多情况下，PDA数字体系是要完结多使命操作的，或许说多线程操作，所以在这种条件下，PDA数字体系采选用μC／OS-Ⅱ进行多使命之间依据优先级其他调度，而运用程序又是依据操作体系和硬件的，为了进步操作体系的稳定性和削减在数字PDA增加运用程序时代码的修正了，所以数字PDA体系将操作体系、GUI、硬件驱动程序、文件体系FATFS进行整合，选用一种页机制，每一页便是指一个TFT LCD显现的页，每一页便是一个线程，当页切换时，底层操作体系就完结使命的切换。
3．2 FATFS文件体系的移植
因为PDA数字体系运用SD卡作为大容量数据的存储，尽管主控制器STM32含有SDIO接口，硬件驱动程序只需进行相应的装备就能完结SD的读写操作，可是这种操作时依据扇区的，而上层运用程序操作的是文件，所以有必要移植文件体系。移植过程便是将SD的读写扇区函数和文件体系的底层接口函数想相关。数字PDA体系运用FATFS文件体系，当然也能够运用FAT32文件体系，FATFS文件体系中diskio．c中供给五个接口函数，如图2所示。
将microSD卡驱动函数的SD扇区读函数、扇区写函数、以及SD初始化的函数和图中的disk_read，disk_write，disk_initialize进行对接，当让还要在FATFS文件体系中数据类型integer．h中包括stm32f10x．h以及将integer．h中的数据类型进行更改，只需求更改文件体系中BOOL类型数据和stm32f10x．h中的bool类型共同即可，文件体系就移植完了。移植了FATFS文件体系后，数字PDA体系在读取SD卡时，就能够依照我们常用的文件格局进行读取数据。
3．3 μC／OS-Ⅱ实时操作体系的移植
μC／OS-Ⅱ为PDA数字体系的操作体系供给多线程操作，使命的调度。因为体系需求多线程的调度，需求为数字PDA体系移植μC／OS-Ⅱ。数字PDA体系运用信号量和邮箱机制进行多使命的调度。μC／OS-Ⅱ是用规范C语言和汇编语言来写的，只要与微处理器相关的是由汇编指令写的，所以在STM32F103ZET6上中移植μC／OS-Ⅱ实时操作体系，只需求更改或许重写处理器相关文件OS_CPU．H和OS_CPU_C．C，汇编文件OS_CPU-A．ASM，体系装备文件OS_CFG．h。
3．4 硬件驱动程序
数字PDA体系在调用微控制器的各种外设接口资源、以及各种硬件资源时需求调用这些硬件资源的驱动程序。数字PDA体系的硬件驱动程序由串口打印输出驱动程序、SD卡驱动程序、VS1003B硬件驱动程序、TFT LCD液晶显现器驱动程序、3个SPI串行通讯口的驱动程序、NOR FLASH和STM32 FSMC接口驱动程序、触摸屏TSC2046驱动程序组成。以上的驱动程序确保了各个模块硬件资源的正常作业。作为最底层驱动程序，这些程序确保了整个数字PDA体系能够完结各种运用程序。
3．5 页与GUI图形界面接口
数字PDA体系要在TFT LCD液晶显现器中的进行图形界面的显现，需求GUI的支撑，数字PDA体系采GUI规划没有移植uCGui，而是依据液晶控制器重写的GUI，因为STM32F103ZET6微控制器的时钟为72 MHz，这样写的优点在于进步液晶页面显现的速度，削减刷屏现象的发生，进步PDA液晶画面显现的质量。
数字PDA体系将以上的一切软件进行了整合，将液晶屏显现一个页作为一个线程，页面进行切换就完结了使命的切换，使命的切换由操作体系完结。通过页机制的结构，在运用程序进行修正或许增加新的运用程序时，削减了代码的修正量，确保体系的稳定性。
数字PDA体系启动后就进入主页线程，操作体系体系依据硬件中止和信号量邮箱机制，进行也切换，页切换的时分，会调用文件体系或许硬件驱动程序，这便是PDA体系的作业原理。
4 结语
数字PDA规划是在硬件电路规划上移植文件体系、操作体系上完结的，整个体系不只要求硬件电路的兼容正确，一起也要求FATFS文件体系和μC／OS-Ⅱ操作体系的移植正确，整个体系依据页的机制进行使命切换，通过实际证明页机制能够进行快速谨慎的运用程序开发。
