信息交互終端是一種以信息交流為主要目的，為個性化用戶提供信息處理、存儲和查詢等功能的嵌入式設備。與個人電腦機相比，該設備結構簡單、功能專一、操作簡單。目前，信息交互終端主要應用于銀行、移動通信和視頻會議等領域。

1） 銀行金融終端。銀行金融終端是一種以通過網(wǎng)絡進行金融交易為主要功能的低端設備，能24 小時為客戶提供服務，即客戶能夠隨時通過該終端實現(xiàn)存取款、轉帳、查詢等操作。目前該類型終端已經(jīng)走入我國的大中型城市，但其應用功能較少。

2） 移動通信終端。移動通信終端主要以手機和掌上電腦（ PDA） 為主要代表。其中手機以語音傳輸為主，兼有收發(fā)短消息、WAP （無線應用協(xié)議） 上網(wǎng)的功能；PDA 具有個人數(shù)據(jù)管理、網(wǎng)絡通訊等功能，并且攜帶方便，但價格較高。

3） 視頻會議終端。視頻會議終端以視頻通訊作為一種有效的多媒體通訊方式，已經(jīng)成為個人內(nèi)容服務和企業(yè)內(nèi)容服務的主要信息交流工具，但目前還處于初級階段。

總之，信息交互終端正在全球蓬勃發(fā)展，并成為人們生活和工作中不可缺少的信息交流工具，但由于它們應用功能少、性價比低，造成其在信息家電等領域得不到廣泛應用。目前，多種功能一體化和應用于不同領域已成為信息交互終端的研究重點。其一，具有單一功能的信息交互只能滿足客戶的部分需求，不能滿足客戶對產(chǎn)品多功能合一的需求，因此在信息交互終端具備專一性的基礎上，多功能一體化已成為信息交互終端產(chǎn)品的一個主要發(fā)展方向。其二，為了滿足不同的功能需求，還要求信息交互終端具有很強的可定制性，便于用戶或開發(fā)人員對其個性化定制，使其能在銀行金融等之外的領域得到應用。因此很有必要研究具有多種功能、信息交流強和可靠性高的信息交互終端。

多功能信息交互終端

作者針對傳統(tǒng)信息交互終端的不足，提出了MIIT （ multifunctional information - interactive terminalbased on uClinux） ,基于uClinux （micro cont rol linux 微控制操作系統(tǒng)） 的嵌入式多功能信息交互終端的產(chǎn)品概念。MIIT 是一種能夠以多種方式進行信息交流，并具有滿足多種應用需求的多種功能（如串口通訊、有線/ 無線網(wǎng)絡通訊、語音傳輸?shù)龋?,應用于信息家電、移動通訊、工業(yè)控制、甚至軍事等領域的嵌入式設備。它具有：可靠的嵌入式uClinux 操作系統(tǒng)；多種功能一體化；可個性化定制，信息交流強等優(yōu)點。

MIIT 的軟硬件結構

MIIT 的硬件結構

MIIT 的硬件系統(tǒng)主要包括微處理器、存儲器、外部設備，其硬件結構如圖1 所示。

EMPU （嵌入式微處理器） 是整個終端系統(tǒng)的核心，它主要由運算器和控制邏輯構成，通過控制總線、地址總線控制外部設備和存儲器之間、存儲器和存儲器之間、外部設備和外部設備之間的信息傳輸。選擇時裝配EMPU 的電路板上必須包括SDRAM（同步動態(tài)隨機存儲器） 、總線接口、各種外設接口等器件。存儲器主要是用來存儲數(shù)據(jù)，選擇時要考慮存儲數(shù)據(jù)大小，這里選用4M 的FLASH ROM （閃存） 和16M 的SDRAM。外部設備（輸入設備和輸出設備） 是MIIT與用戶及其它設備之間通訊的橋梁。其中輸入設備（如鍵盤） 將外來的數(shù)據(jù)傳輸給MIIT ,輸出設備（如微型打印機） 將MIIT 處理結果顯示或傳遞給其它設備。

MIIT 軟件系統(tǒng)結構

嵌入式軟件系統(tǒng)主要包括嵌入式操作系統(tǒng)、驅動程序、應用程序3 部分，其結構如圖2 所示。嵌入式操作系統(tǒng)是將MPU 時間、中斷、I/ O、定時器等資源包裝起來，留給用戶一個API 接口的系統(tǒng)。它主要負責進程管理；系統(tǒng)時鐘管理；進程間通信管理和系統(tǒng)中斷管理。MIIT 的操作系統(tǒng)采用嵌入式uClinux ,它是一個以Linux 為內(nèi)核的嵌入式操作系統(tǒng)，具有Linux 大部分優(yōu)點，適用于工控領域。驅動程序作為操作系統(tǒng)內(nèi)核與機器硬件之間的接口，對上層來說它只是調用HAL （硬件抽象層） 提供的功能，對下層來說負責對外圍設備的控制、管理和讀寫操作。

應用程序由C 語言編寫的多種功能的程序構成，它是系統(tǒng)應用功能的具體體現(xiàn)，其內(nèi)部各函數(shù)之間采用函數(shù)調用的方式進行連接。嵌入式操作系統(tǒng)、驅動程序、應用程序這三者之間，嵌入式uClinux 是整個軟件系統(tǒng)的樞紐，它采用系統(tǒng)調用的工作模式，通過文件系統(tǒng)、進程管理等與各種硬件驅動程序（如圖形驅動、FLASH（閃存） 驅動、串口驅動以及打印驅動等） 進行數(shù)據(jù)交換，通過API （application interface） 與應用程序進行數(shù)據(jù)交換。

MIIT 的關鍵實現(xiàn)技

鍵盤的實現(xiàn)

鍵盤的實現(xiàn)有兩種方案—采用I/ O （輸入/ 輸出）口或SPI（serial peripheral interface） 口。使用I/ O 口傳輸速度較快，但占用引腳較多，實現(xiàn)16 個按鍵的矩陣式鍵盤需要9 個引腳（4 個輸入、4 個輸出和1 個中斷請求） ; 用SPI 接口傳輸速度較慢，但只需要IN、OU T、CL K、CS0 、CLR 五個引腳。在主頻為66MHz的MCF5272 （Motorola 摩托羅拉） 之上，采用SPI 口基本滿足鍵盤傳輸速度的要求。

MIIT 鍵盤硬件電路通過兩片74LS164 級聯(lián)實現(xiàn)16 個按鍵。其中，164 的輸入引腳A 要與B 相連，再接QSPI 的引腳。另外，鍵盤電路工作時必須將164的CLR 引腳設置為低電平（低電平有效） 。

實現(xiàn)MIIT 鍵盤的SPI 口工作在主模式下。SPI口數(shù)據(jù)發(fā)送操作是通過向command RAM（命令） 中寫數(shù)據(jù)觸發(fā)的，經(jīng)過8 位時鐘周期完成1 個字節(jié)的發(fā)送。鍵盤掃描碼作為輸入數(shù)據(jù)保留在transmit RAM （傳輸） 中，數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后QIR（interrupt register） 自動置位，產(chǎn)生中斷。鍵盤掃描程序檢測到該中斷信息后，讀取Receive RAM（接收） 中的數(shù)據(jù)，而該數(shù)據(jù)就是t ransmit RAM 中的鍵盤掃描碼通過鍵盤電路處理后得到的鍵盤檢測值，軟件系統(tǒng)對該檢測值進行處理后得到鍵盤相應按鍵值。

基于uCLinux 的串口數(shù)據(jù)采集

基于uCLinux 的和停止位的設置） 、串口write 和read （讀寫） 、串口close （關閉） 等內(nèi)容。數(shù)據(jù)采集程序實現(xiàn)上與windows操作系統(tǒng)下的串口通訊不一樣，其中有三點值得特別注意：

1） MIIT 只是通過串口傳輸數(shù)據(jù)，不需通過串口模擬終端通信，所以MIIT 串口采用了Raw Mode （原始模式） 方式。設置方式如下：

options. c-lflag 　& = ～ （ ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG） （ Input） ;

options. c-oflag 　& = ～OPOST（Output） ;

2） 在設置串口時，發(fā)送方和接收方的波特率、效驗位和停止位要相同，否則雙方將不能通訊；

3） 為了防止所采集的數(shù)據(jù)出現(xiàn)亂碼，需要把串口控制字符集control characters 中的VTIME 和VMIN設置為0 和1 。0 表示打開串口后隨時接收數(shù)據(jù)；1 被當做逾時設定值為一字元。

特定應用程序的實現(xiàn)

應用程序主要包括系統(tǒng)設置、基礎數(shù)據(jù)、采集數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡通訊和打印等。應用程序采用單任務的控制方式，軟件系統(tǒng)接到按鍵事件后執(zhí)行相關操作，如網(wǎng)絡通訊、打印等。例如，MIIT 在接到自動數(shù)據(jù)采集的按鍵命令后，執(zhí)行采集任務，然后將采集的數(shù)據(jù)交與數(shù)據(jù)庫處理，完成后等待新的按鍵事件。

結　論

采用性能可靠嵌入式uClinux 操作系統(tǒng)作為MIIT 的操作系統(tǒng)，無疑確保了程序的可靠性、簡化了多功能信息交互軟件實現(xiàn)的復雜程度。在MIIT 系統(tǒng)上關鍵技術的實現(xiàn)，解決了MIIT 中的鍵盤輸入、基于Linux 串口數(shù)據(jù)采集、特定應用程序等問題，為MIIT能夠在信息家電、工業(yè)控制等領域得到應用和發(fā)展奠定了一定的理論和實踐基礎。