基于windowsce的触摸屏驱动设计毕业论文之一

基于windowsce的触摸屏驱动设计毕业论文之一内容摘要：

式系统的要求， Windows CE 支持在多种不同的 CPU 硬件平台上运行。 Windows CE 系统一般包括 4 个主要模块，它们分别为内核模块、对象存储模块、图像，窗口和事件子系统模块、通信模块。 和其它党风的操作 系统一样，内核是 Windows CE 的核心，它主要负责内存管理、进程调度等功能。 图 12 Windows CE 体系结构图 开 发工具 Shell 内核 对象存储 GWES 网络与通信 相关的驱动程序 相关的硬件平台 Windows CE 的应用程序 河南科技大学本科毕业设计 （论文） 5 167。 嵌入式处理器 ARM920T 嵌入式处理器是嵌入式系统的核心，是控制、辅助系统运行的硬件单元。 在嵌入式领域，嵌入式处理器的内核几乎全是 RISC（ Reduced Instruction Set Computer，即精简指令集计算机）指令集的内核。 嵌入式处理器可分为：低端的微控制器、中高端的嵌入式微处理器、通信领域的 DSP 处理 器和高度集成的片上系统。 嵌入式微控制器（ Micro Controller Unit， MCU）也称单片机，它将整个计算机系统集成到一块芯片中。 微控制器一般以某一种微处理器为核心，芯片内部集成 FLASH、 RAM、总线逻辑、定时器 /计数器、看门狗、串行口、A/D 及 D/A 等各种必要的功能模块和外围设备。 嵌入式微处理器（ Micro Processor Unit， MPU）是有通用的计算机中的CPU 演变而来的，与计算机处理器相比，它在实际的应用中，只保留与嵌入式应用紧密相关的功能硬件，去除其他的冗余功能部分，配上必要 的扩展外围电路，这样可以以最低的功耗和资源满足嵌入式应用的特殊要求。 DSP（ Digital Signal Processor）处理器对系统的结构和指令进行了特殊设计，使其适应执行特殊的 DSP 算法，编译速率高，指令的执行速度快。 在数字滤波领域、 FFT、谱分析等方面， DSP 算法正在被大量引入嵌入式领域。 DSP 应用正从通用的单片机中以普通指令实现 DSP 功能，过渡到采用 DSP处理器。 典型的嵌入式微处理器主要有 ARM 处理器、 MIPS 处理器、 POWERPC处理器。 在本次设计中用到的处理器是 ARM，在此做一下详细介绍 ： ARM 即 Advanced RISC Machines 的缩写， ARM 公司专注于设计。 ARM 核以高性能、体积小、低功耗、代码密度紧凑和多供应源的出色结合而著称。 ARM 处理器出色的性能是系统设计者可以得到完全满足其准确要求的解决方案。 ARM 32 位体系结构是 32 位嵌入式 RISC 微处理器核。 所有的 ARM 处理器共享这一体系结构。 ARM 处理器本身是 32 位设计，但也配备 16 位 THUMB 指令集，以允许软件编码为更低的 16 位指令。 与等价的 32 位代码相比，16 位代码占用的存储空间节省高达 35%，然而却保留了 32 位系统所有 的优河南科技大学本科毕业设计 （论文） 6 势。 ARM 作为嵌入式系统中的处理器，具有低电压、低功耗和低集成度等特点；并具有开放和可扩性。 ARM9 微处理器在高性能和低功耗方面很具特色，有如下主要特点： 5 级整数流水线，指令执行效率更高；提供 的哈佛结构；支持 32 位 ARM 指令集和 16 位 Thumb 指令集；支持 32 位高速 AMBA 总路线接口；全性能的 MMU，支持 Windows CE、 Linux、 Palm OS 等多种主流嵌入式操作系统； MPU 支持实时操作系统；运行数据 Cache和指令 Cache，具有更高的指令和数据处理能力。 167。 S3C2410A 处理器 S3C2410A 是 Samsung 公司推出的 16/32 位处理器，主要面向手持设备以及高性价比、低功耗的应用。 S3C2410 有两个型号： S3C2410A 和 S3C2410X， A 型是 X 型的改进型，相对来说有更好的性能和更低的功耗。 本次毕业设计使用的 ELARM830 实验箱采用的处理器就是 S3C2410A 处理器。 S3C2410A 在片上集成了以下丰富的组件：分开的 16KB 指令 Cache 和 16KB 数据 Cache、用于虚拟存储器管理的 MMU、 LCD 控制器（支持 STN 和TFT）、 NAND FLASH 启动装 置器、系统管理器、 3 通道 UART、 4 通道 DMA、 4 通道 PWM 定时器、 I/O 口、 RTC、 8 通道 10 位 ADC 和触摸屏接口、 IIS 总线接口、 USB 主设备、 USB 从设备、 SD 主卡和 MMC 卡接口。 同时它还采用了 AMBA（ Advanced Microcontroller Bus Architecture，先进的微控制器总线体系结构）新型总线结构。 S3C2410A 的 CPU 内核采用的是 ARM 公司设计的 16/32 位 ARM920T RISC 处理器。 ARM920T 实现了 MMU、 AMBA 总线和 Harvard 高速缓存体系结构，该结 构具有独立的 16KB 指令 Cache 和 16KB 数据 Cache，每个 Cache 都是由 8 个字长的行组成。 河南科技大学本科毕业设计 （论文） 7 第 2章 Windows CE 的驱动程序 167。 驱动程序的相关知识 167。 驱动程序的功能 设备驱动程序在操作系统中通常扮演着无名英雄的角色。 一般而言，由于驱动程序的存在，大多数操作系统上的应用程序都是与硬件无关的，应用程序的开发者和最终用户通常都不必关心底层的硬件到底是如何工作。 但是Windows CE 操作系统之所以能够支持各种各样的硬件设备，是因为对每一款硬件设备，都有其对应的设备驱动程序；否则这款设备就无法在 Windows CE 下正常使用。 设备驱动程序是操作系统与硬件交互的方式，是连接硬件与操作系统之间的桥梁。 通常，设备驱动程序在操作系统与硬件之间扮演着特殊的角色，它们是一个个独立的 “黑盒子 ”，使某个设备可响应一些定义良好的编程接口，同时隐藏了设备工作的细节。 这组标准化的接口通常由操作系统定义，它们一般与驱动程序的类型相关而与具体的硬件无关。 驱动程序的作用就是实现这组接口，并将这些接口的实现 “映射 ”到具体的对硬件某项操作上。 通常，这组接口被称作驱动程序接口。 图 21 触摸屏驱动程序模型 应用程序 系统调用 操作系统 触摸屏 触摸屏驱动程序 驱动程序接口 硬件操作 应用程序接口 系统接口 触摸屏接口 河南科技大学本科毕业设计 （论文） 8 一个图形界面应用程序要通过触摸屏发送信息。 图形界面应用程序本身并无须知道这台机器上配备的触摸屏型号和工作原理，它只需调用操作系统的函数（系统调用）与操作系统交互。 就操作系统而言，操作系统依然不需要直接与硬件交互，而仅仅需要与驱动程序交互。 对于上图中的触摸屏驱动程序，操作系统会公开一些预先定义的驱动程序接口。 真正访问硬件的操作发生在驱动程序中，不同的硬件，通常其工作机制不同。 驱动程序的任务，就是把操作系统的驱动接口 “映射 ”到具体的功能实现中。 因此，通过驱动程序的抽象，操作系统与应用程序 都可实现与具体硬件无关，因而增强了整个系统的灵活性。 167。 驱动程序模型 随着操作系统与外部设备的复杂性越来越高，操作系统与外设交互的复杂程度也在不断地提高。 为了简化驱动程序的编写，在很多操作系统上，通常人们会把驱动程序分成不同的互相分离的层。 一般来讲，每一层都会提供一些预先定义的接口，用来处理 I/O 设备的数据。 分层带来的一大好处是开发人员在编写驱动程序的时候，通常只须提供或修改某些层的实现，而不用从头开始编写整个驱动程序。 这时首先要把外设及其驱动程序进行分类，例如网卡设备、显卡设备、打印机及串口等，然后把 某一类外设的共性提取出来，作为独立的一层，并提供通用的代码或库。 对于这一类设备，驱动开发人员就无须再重复实现这些通用的部分，从而提高开发的效率。 这些通过提取某些驱动的共性而被抽象出来的接口和层，通常就被称做驱动模型。 167。 编写驱动程序的要素 通常，任何一款操作系统都会自带大量的硬件驱动程序作为支持。 但是在下面几种情况下，依然须编写自己的驱动程序： （ 1） 操作系统没有内置支持的硬件 这是最常见的编写驱动程序的理由，当开发一套解决方案时，其中有可能会用到一些第三方甚至是自制的硬件设备。 但是操作系统并没有提供这些河南科技大学本科毕业设计 （论文） 9 设备的 驱动程序。 如果须让设备工作起来，那么唯一的方法就是自己编写这些设备的驱动程序。 （ 2） 扩展已有驱动的功能 有时会遇上这种情况：我们已有了外设的驱动程序，但是此驱动程序只实现了配件的部分功能。 如果这些功能能不能满足要求，那么通常就必须为它提供扩展功能。 一种解决方案是从头编写该外设的驱动；另外一种比较简单的方式，是把现在的驱动程序进行封装，在提供原有功能的基础上，再增加更多、更广泛的功能，此方式在没有驱动程序源代码的情况下更为有效。 （ 3） 提供软件层面的服务 并非所有的设备驱动程序都是直接与硬件相关的。 有时，可通过驱动程序 ，提供软件层面的一些服务，这种驱动程序通常被称做伪驱动。 伪驱动通常不会直接与某个硬件交互，而仅仅实现操作系统提供的驱动程序接口，从操作系统的角度来看，伪驱动与普通的驱动程序没有其他不同。 伪驱动最常见的使用方式是为上层软件提供一些服务。 设备驱动程序的代码是直接与硬件。