基于ARM的LED显示屏控制终端的设计与实现

摘要

LED显示屏又叫电子显示屏，是由LED点阵和面板组成，通过红蓝绿三种颜色的LED的亮灭来显示文字、图片、动画、视频。LED显示屏具有亮度高、工作电压低、功耗小、寿命长、耐冲击和性能稳定等优点，因此被广泛应用于金融、交通、广告等诸多领域。随着信息化社会的不断发展，LED显示屏的应用将会更加广泛。
　　LED显示屏控制系统一般可以分为显示控制终端和LED控制卡两个部分。目前市面上的LED显示屏控制系统多使用个人计算机作为显示控制终端，这种控制系统在使用环境上存在一定的局限性，同时功耗也比较大。随着LED显示屏应用范围的不断扩大，人们对LED显示屏控制系统的要求越来越高，尤其是在不适合个人计算机的环境下的应用。基于此，在分析了前人研究经验的基础上，本文将ARM和嵌入式系统技术引入到LED显示屏控制系统中，设计了一种基于ARM的LED显示屏控制终端。本设计采用ARM9核的S3C2440处理器为硬件平台核心，结合嵌入式Linux操作系统，及Qt/Embedded图形界面开发平台构建了一种比较通用的显示控制终端，具有抗干扰能力强、功耗低、成本低、可同时控制多个小型化LED显示屏等特点。全文所做的主要工作如下：
　　1、本文结合实际项目的需要对已有的控制系统进行改造和设计，提出基于ARM的LED显示屏控制终端方案。从硬件平台、操作系统和图形用户界面开发平台三个方面论述显示控制终端的方案设计。
　　2、从建立开发环境、构建Bootloader、构建嵌入式Linux内核和构建嵌入式Linux文件系统四个方面介绍在系统硬件平台上构建嵌入式Linux系统的过程。
　　3、对Linux设备驱动开发相关内容进行研究，包括Linux设备模型、帧缓冲设备驱动框架、串口驱动框架、输入子系统框架等，并完成LCD驱动、RS485驱动、触摸屏驱动和LCD背光驱动的开发。
　　4、论述了嵌入式Linux下图形界面开发平台Qt/Embedded，并将Qt/Embedded4.7移植到本系统平台上。本文最后结合实验室项目——“视觉信息系统”，编写图形界面应用程序。
　　经过实际测试，本文设计的显示控制终端性能良好，工作稳定可靠，基本满足功能需求，达到了预期的效果。

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第1章 绪论

1.1 课题研究背景和意义

1.2 LED显示屏控制系统的现状与趋势

1.3 ARM和嵌入式系统概述

1.4 课题研究目的及论文结构安排

第2章 显示控制终端方案设计

2.1 LED显示屏工作原理及结构

2.2 系统工作原理

2.3 显示控制终端实现方案

第3章 构建嵌入式Linux系统

3.1 构建嵌入式Linux系统概述

3.2 建立开发环境

3.3 构建BootLoader

3.4 构建嵌入式Linux内核

3.5 构建嵌入式Linux文件系统

3.6 本章小结

第4章 Linux设备驱动程序开发

4.1 Linux设备驱动概述

4.2 Linux设备模型

第5章 基于Qt/Embedded的应用程序设计与实现

5.1 Qt/Embedded简介

5.2 Qt/Embedded安装与移植

5.3 Qt/Embedded应用程序开发环境

5.4 应用程序功能模块划分及主要技术原理

5.5 各个功能模块的设计

第6章 系统测试

6.1 嵌入式Linux系统测试

6.2 设备驱动程序测试

6.3 应用程序测试

6.4 系统实物展示

第7章 总结与展望

附录：

作者在读期间发表的学术论文及参加的科研项目