【摘要】：當今世界,科技發(fā)展日新月異,電子行業(yè)發(fā)展更是一日千里。越來越多黑科技出現(xiàn)在人們的日常生活、學習、工作中。便攜式微型投影技術便是眾多黑科技中的一種。便攜式微型投影儀具有體積小、重量輕、易攜帶的特點。這些特點使其不僅適用于我們家庭放映和平時出游戶外觀影,而且在軍事領域也可以起到至關重要的作用。本課題研究的便攜式微型投影儀除了供家庭使用外,最重要的就是用于野戰(zhàn)部隊的地圖顯示和機密文檔存儲、查看。由于目前國內的便攜式微型投影儀技術尚未成熟,因此本課題的研究具有劃時代的重要意義。本課題從嵌入式微處理器的發(fā)展現(xiàn)狀和嵌入式操作系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀等相關技術方面分析了設計的可行性。結合詳細的需求分析,設計了微型投影儀的整體設計框架。根據(jù)制定的設計框架和設計思路成功地實現(xiàn)了便攜式投影儀的硬件設計。利用復眼透鏡設計實現(xiàn)了投影光機系統(tǒng)。設計了Linux I2C和SPI兩大子系統(tǒng)的驅動程序。設計實現(xiàn)了Android HAL模塊的設計完成了整個系統(tǒng)的設計工作。最后我們展示了最終設計的便攜式微型投影儀的工作效果。在眾多環(huán)節(jié)中,最重要的環(huán)節(jié)就是便攜式微型投影儀硬件平臺的設計、投影光機系統(tǒng)和Linux內核層驅動程序的設計。在進行硬件平臺設計的時候,首先將硬件平臺分為電源系統(tǒng)、主控系統(tǒng)和投影關機驅動系統(tǒng)三大模塊。在設計投影關機系統(tǒng)的時候首先對光棒和復眼透鏡進行了對比,然后利用復眼透鏡對設計的光路進行仿真模擬。在開發(fā)Linux內核層驅動程序的時候,本論文首先介紹了Linux驅動程序開發(fā)中存在的主要問題——Linux的并發(fā)和競態(tài),并詳細說明了其發(fā)生的條件。此后我們針對Linux的并發(fā)和競態(tài)給出了相應的解決辦法。其次我們分析了Linux設備驅動的軟件架構,以及Linux設備驅動的分層思想。最后我們利用Linux設備驅動的面向對象的思想設計實現(xiàn)了Linux I2C和SPI子系統(tǒng)驅動程序。在完成最主要的工作之后我們又在對Android進行層次架構分析的基礎上分析了Android和Linux在驅動方面的不同,然后設計實現(xiàn)了Android HAL模塊的設計與實現(xiàn)。成功的完成了Linux驅動對Android的暴露工作。最后我們將設計實現(xiàn)的便攜式投影儀的測試結果與需求報告進行詳細的對比發(fā)現(xiàn)我們設計的便攜式微型投影儀滿足設計需求。達到了本課題所要求的目標。
【圖文】：

外接電源與內置鋰電池供電切換電路主要完成外部電源與內置鋰電池供電的切換，，當存在外部電源時采用外部電源供電，不存在外部電源時使用內置鋰電池供電系統(tǒng)電壓產(chǎn)生電路主要將外部電源或者內置鋰電池的電壓調整至合適的電壓值，方便后續(xù)的 DC-DC 轉換系統(tǒng)電壓轉換 5V 電路 將系統(tǒng)電壓通過 DC-DC 轉換，產(chǎn)生 5V 電壓系統(tǒng)電壓轉換 3.3V 電路 將系統(tǒng)電壓通過 DC-DC 轉換，產(chǎn)生 3.3V 電壓由上表可以看出電源系統(tǒng)的五大組成部分都很重要，都是電源系統(tǒng)不可或缺的重要組成部分。下面將分別對電源系統(tǒng)的五大組成部分進行詳細設計說明。3.2.1 鋰電池充電電路的設計與實現(xiàn)傳統(tǒng)的投影儀只是采用外部電源供電以完成我們需要的投影功能，而本課題所設計的微型投影儀為實現(xiàn)野外復雜環(huán)境的需求具有易便攜的特點。因此，必須采用內置鋰電池供電方案。因此鋰電池的充電電路是不可或缺的一部分。鋰電池充電電路原理圖設計如圖 3.3 所示。

便攜式微型投影儀的設計與實現(xiàn)由原理圖可以看出內置鋰電池充電電路的核心是 MCP73863 高級線性充電管理控制器。單節(jié)鋰離子或鋰聚合物電池的使用場合是 MCP73863 的典型應用場合也是常用的場合，MCP73863 充電控制器適合于一個空間狹小而對成本要求比較低的場合。MCP73863 充電控制器除了具有高精度的恒壓調節(jié)、恒流調節(jié)、電池預充和電池溫度監(jiān)測等功能之外，還將許多功能封裝在了一個僅有 16 個引腳的 QFN 封裝的芯片之中[3]。這些功能主要包括自動充電終止、內部電流檢測、反向阻斷保護、充電狀態(tài)和故障指示等。MCP73863 提供的充電管理解決方案不僅功能齊全，獨立性強而且需要的外部元器件較少，開發(fā)簡單。此外，MCP73863 高級線性充電管理控制器還具有以下特性：線性充電管理控制器、高精度預置電壓調節(jié)、四種預置電壓調節(jié)選項、可編程充電電流最大1.2A、可編程安全充電定時器、預充深度放電的電池、自動的充電結束控制、可以持續(xù)監(jiān)視電池溫度、充電狀態(tài)直接輸出到 LED、故障直接輸出到 LED、自動關斷電源、熱調節(jié)等。圖 3.4 為 MCP73863 高級線性充電管理控制器 Datasheet 部分說明。
【學位授予單位】：西華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TH741.5

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本文編號：2606254