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

1、Android是 Google推出的一款開放的嵌入式操作系統(tǒng)平臺，在其應用中不能忽視的一個關鍵部件就是傳感器。目前傳感器在Android手機中的應用發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)主要來自系統(tǒng)級軟硬件設計和嵌入式軟件開發(fā)。本文以某款Android智能手機為背景，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)的研究與實現(xiàn)，主要包含I2C接口控制模塊、Linux內核中的驅動程序和有關加速度傳感器的應用程序的設計和實現(xiàn)，具體研究內容和工作如下：

2、
　　1.對LIS3DH加速度傳感器的原理進行了研究，根據(jù)LIS3DH傳感器的功能模塊結構，對各個功能模塊進行配置，以及根據(jù)其應用特性，分析如何使用LIS3DH傳感器，以及如何獲取傳感器數(shù)據(jù)。
　　2.設計了一種I2C接口控制模塊，該設計模塊主要包括I2C總線接口、控制寄存器接口、時鐘產(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 I2C接口與加速度傳感器進行數(shù)據(jù)通信。本設計采用 I2C模塊與標準廠商的EE

3、PROM存儲器進行數(shù)據(jù)通信的方式，間接模擬驗證了I2C模塊通過I2C接口對加速度傳感器進行初始化控制和數(shù)據(jù)發(fā)送接收操作。由于沒有 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，本設計還使用兩個 I2C模塊的相互驗證方式，進一步驗證了主機和從機方式下的各項功能。最后本文進行了設計模塊的邏輯綜合分析和FPGA仿真驗證。
　　3.根據(jù) Android系統(tǒng)中

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

5、修改了相關配置文件，完成了內核調試與驅動程序的編譯，而后獲取了可驅動LIS3DH傳感器正常工作的傳感器驅動文件。
　　4.本文研究了傳感器硬件抽象層HAL的實現(xiàn)機理，介紹了傳感器HAL接口的實現(xiàn)，并對HAL的工作流程進行了分析，深入研究了HAL打開傳感器設備的工作原理。在打開傳感器設備后，HAL需要進行數(shù)據(jù)處理和坐標軸的轉換，最后實現(xiàn)了上層應用對HAL的訪問。
　　5.本文完成了有關加速度傳感器應用程序的Java源代碼設計，