基于arm9的触摸屏设计与研究

基于arm9的触摸屏设计与研究内容摘要：

入式系统的开发者现在已经从反复进行硬件平台设计的过程中解脱出来，从而可以将主要精力放在满足特定的需求上。 目前流行的嵌入式操作系统可以分为两类：一类是将运行在个人电脑上的操作系统向下移植到嵌入式系统中，形成的嵌入式操作系统，如微软公司的 WinCE及其新版本， SUN 公司的 Java 操作系统，朗讯科技公司的 Inferno，嵌入 式 Linux等。 这类系统经过个人电脑或高性能计算机等产品的长期运行考验，技术日趋成熟，其相关的标准和软件开发方式己被用户普遍接受，同时积累了丰富的开发工具和应用软件资源。 另一类是专门为嵌入式开发的操作系统，如 WindRiver 公司的 VxWorks， QSSL 公司的 QNX,ATI 公司的 Nucleus，这类产品在操作系统的结构和实现上都针对所面向的应用领域，对实时性、高可靠性等进行了精巧的设计，而且提供了独立而完备的系统开发和测试工具，较多地应用在军用产品和工业控制等领《嵌入式系统原理与开发》课程设计论文 5 域中。 Linux 嵌入式系统的基本结构 Linux 嵌入式系统的基本结构如图 11 所示。 第一层为底层的硬件设备，包括嵌入式微处理器以及各种外围设备，例如 ROM、 RAM、显示屏、串口等，第二层为用于操作系统引导 Boot Loader，第三层是 Linux 操作系统以及支持操作系统读取数据的根文件系统，第四层是设备驱动程序和系统库函数，第五层是针对特定应用的应用程序。 嵌入式系统的发展现状 国外早在 20 世纪 70、 80 年代就开始研究使用嵌入式，发展到现在已经较为成熟。 芯片方面，各大微处理器制造厂商都有自己的嵌入式处理器产品，并且其设计理念和制造工艺仍然在不断提高。 嵌入式操作系统方面，早在 80 年代就出现了嵌入式操作系统，相应嵌入式产品也层出不穷。 随着应用的发展，嵌入式产品的涵盖范围和领域也越来越广泛，几乎包括了我们周围的所有电器设备，如电视机顶盒、掌上 PDA、移动计算设备、多媒体设备、医疗仪器乃至路由器、交换机等。 进入 20 世纪 90 年代，随着信息化、智能化、网络化的发展，嵌入式系统技术也获得了更为广阔的发展空间 ，嵌入式技术全面展开，目前已成为通信和消费类产品的共同发展方向。 在自动控制领域，嵌入式系统不仅应用于 ATM 机、自动售货机、工业控制等专用设备，它还与移动通信设备、 GPS、娱乐、 PDA 设备等相结合，发挥出巨大作用。 目前，嵌入式系统己经广泛应用到工业、交通、能源、通信、科研、医疗卫生、国防以及日常生活等领域。 国内的嵌入式技术研究起步晚，到目前为止还没有比较《嵌入式系统原理与开发》课程设计论文 6 成功的嵌入式微处理器上市，嵌入式实时操作系统方面，拥有自主知识产权的产品也很少，一般都使用国外的商业嵌入式操作系统或开源的操作系统。 目前国内的嵌入式产品 种类比较多，包括了消费电子，汽车电子，医疗器械，工业控制，家用电子各个方面。 目前市面上主要使用的嵌入式处理器有三种：美国 MIPS 公司研发的 MIPS 处理器；英国 ARM 公司研发的 ARM 处理器； IBM、 Apple、 Motorola 公司开发的 PowerPC 芯片。 其中 ARM 处理器占有最大的市场份额。 嵌入式操作系统方面，嵌入式 Linux 和 WinCE 两者的应用最广泛，面对 Linux 开源操作系统不断争夺市场份额， Microsoft 已经降低 WinCE 的版权费用，并且在 版本中 对部分代码开源， 版本更是扩大了开源代码的比重。 触摸屏 驱动开发 、触摸屏简介 触摸屏作为人机交互的输入设备 ，由于其 操作方便灵活， 输入速度快，被广泛的应用于这种嵌入式领域中。 按照工作原理和传输信息的介质不同 ,触摸屏分为电阻式、电容感应式、红外线式以及表面声波式。 生活中常见的触摸屏有电容式触摸屏和电阻式触摸屏两大类。 其中电容式触摸屏 反应灵敏， 并且 支持多点触控 ；而电阻式触摸屏的 抗干扰能力比较强，适用于比较恶劣的环境。 、 电阻式触摸屏的工作原理 触摸屏一般安装在显示屏的前端 ,主要由触摸屏检测部件和触摸屏控制器组成。 在这里采用的是四线电阻式触摸屏。 四线电阻式触摸屏是电阻式家族中应用最广、最普及的一种。 其结构由下线路导电 ITO 层和上线路导电 ITO 层组成。 中间有细微绝缘点隔开 ,当触摸屏表面无压力时 ,上下线路成开路状态。 一旦有压力施加到触摸屏上 ,上下线路导通 ,控制器通过下线路导电 ITO层在 X坐标方向上施加驱动电压 ,通过上线路导电 ITO 层上的探针 , , 通过控制器改变施加电压的方向 , 侦测 Y 方向上的电压。 由于按压点不同，所测得的 X 和 Y 方向的电压值也不同，屏幕 的坐标与电压值有着一一对应的关系，可以通过采样得到的电压值 推算出触点的 X 坐标 和 Y 坐标 ， 从而明确触点位置。 、 S3C2440 触摸屏接口电路 、触摸屏接口模式 ： 普通转换模式：只作为 AD 转换器使用，不适用触摸屏 《嵌入式系统原理与开发》课程设计论文 7 分离的Ｘ／Ｙ方向转换模式：触摸屏控制器可以工作在两个转换模式之一， X 方向转换模式写Ｘ方向转换数据到 ADCDAT0，故触摸屏接口产生中断源给中断控制器。 Y 方向转换模式写Ｘ方向转换数据到 ADCDAT1，故触摸屏接口产生中断源给中断控制器。 自动顺序 X/Y 方向转换模式：触摸屏控制器在写入 X 方向转换数据到ADCDAT0 和写入 Y方向转换数据到 ADCDAT1 后，触摸屏接口产生中断源给中断控制器。 等待中断模式：当 笔尖落下时，触摸屏控制器产生中断信号，然后必须清除等待中断模式。 所以每次点击触摸屏之前，触摸屏控制器都应设置成这种工作模式。 ADC 和触摸屏接口功能方框图 和触摸屏相关的寄存器 (1)、 ADC 控制寄存器 ADCCON 《嵌入式系统原理与开发》课程设计论文 8 (2)、 ADC 触摸屏控制寄存器 ADCTSC ADC 启动延时寄存器 ADCDLY (3)、 ADC 数据转换寄存器 ADCDAT0 《嵌入式系统原理与开发》课程设计论文 9 (4)、 ADC 数据转换寄存器 ADCDAT1 、 触摸屏的驱动程序开发 设备驱动程序在 Linux内核中扮演着特殊的角色 ,使某个特定硬件响应一个定义良好的内部编程接口 ,用户的操作通过一组标准化的调用执行 ,而这些调用独立于特定的驱动程序。 将这些调用映射到作用于实际硬件的设备特有操作上 ,则是设备驱动程序的任务。 采用外部晶体管接触摸屏到触摸屏中断服务程序中断到来以后立即屏蔽掉中断 ,使中断不能再次进入。 由于触摸屏一段时间内是被连续按下的 ,所以这里还需要设置一个 timer()函数 ,用于不断读取触摸屏坐标数据。 Read 函数用于读取触。