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基于嵌入式系統的I2C觸摸屏設計

作者: 時間:2011-09-23 來源:網絡 收藏

引言

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/150178.htm

  隨著計算機相關技術的發(fā)展,ARM是微處理器行業(yè)的一家知名企業(yè),了大量高性能、廉價、耗能低的RISC處理器、相關技術及軟件。技術具有性能高、成本低和能耗省的特點。適用于多種領域,比如嵌入控制、消費/教育類多媒體、DSP和移動式應用等。ARM 公司是專門從事 RISC 技術芯片開發(fā)的公司,作為知識產權供應商,本身不直接從事芯片生產,靠轉讓許可由合作公司生產各具特色的芯片,世界各大半導體生產商從ARM公司購買其設計的 ARM 微處理器核。Linux具有開發(fā)源代碼、內核穩(wěn)定、可裁減性等特點,吸引著眾多商業(yè)公司和自由軟件開發(fā)者的目光,成為領域不可或缺的操作之一。

  1 電阻式的工作原理

  安裝在顯示屏的前端,主要由檢測部件和觸摸屏控制器兩部分組成。按照工作原理和傳輸信息的介質不同,觸摸屏可分為電阻式、電容感應式、紅外線式以及表面聲波式。當物品按在觸摸屏上時,會產生壓力,從而使觸摸屏兩導電層接通,一旦觸摸屏檢測部件監(jiān)測到用戶的觸摸位置,就將獲得的位置信息送入觸摸屏控制器TSC2007,并對該寫信號進行處理,將電壓信號轉換成數字信號,同時以中斷的方式送至S3C2440處理器,計算出觸點坐標。

  2硬件結構

  TSC2007是美國德州儀器(TI)公司推出的新一代4線制觸摸屏控制器,它在與觸摸屏配合使用時,一旦檢測到筆或手指點觸摸在屏上,可迅速得到該點的位置信號,從而達到在觸摸屏表面上尋址的目的。

  TSC2007是典型的逐步逼近式A/D變換器,其結構以電容再分布為基礎,包含了取樣/保持功能。TSC2007的引腳與TPSC2003的引腳完全兼容,具有片內溫度測量、觸摸壓力測量和預處理三個功能。TSC2007的接口,以標準模式、高速模式和超高速模式進行數據傳輸與通訊。為了與其他ARM芯片兼容,設計中沒有使用S3C2440內置的A/D通道,而是采用了外擴控制器TSC2007的方法,通過總線方式與S3C2440通信。因此,設計中S3C2440的GPE14和GPE15分別作為總線的SCL和SDA線,其觸摸屏控制器接口電路如圖1所示,圖中的SDA和SCL線都是雙向的。

  3觸摸屏的驅動

  在Linux系統中,設備驅動程序是一組相關函數的集合,它包括設備服務子程序和中斷處理程序。其中的設備服務子程序包含了所有與設備相關的代碼,每個設備服務子程序只處理一種設備或者緊密相關的設備,從設備無關的軟件中接受抽象的命令并執(zhí)行它。設備驅動程序利用結構file_operations與文件系統聯系起來,設備的各種操作的入口函數放在結構file_operations中,其中包括open()、release()、read()和write()等接口,從而簡化了驅動程序的編寫工作。這樣,應用程序根本不必考慮操作的是設備還是普通文件,可一律視為文件來處理,具有非常清晰統一的I/O接口。其觸摸屏的file_operations結構定義如下:

  本結構的主要作用是為不同的設備提供一致的接口。如在應用程序中,對不同設備進行讀操作都使用read函數,寫操作則都使用write函數。因此,編寫觸摸屏驅動的實際工作并不復雜。

  3.1驅動工作流程

  首先初始化觸摸屏控制器,然后初始化脈寬調制計時器(PWM TIMER),可以選擇計時器4為時鐘,定義10 ms中斷1次,以提供觸摸屏采樣時間基準,即10 ms觸摸屏采樣1次。而后映射觸摸屏中斷向量和定時器中斷向量到響應程序,觸摸屏中斷處理程序是判斷觸摸屏是否被按下了,若觸摸屏被按下,則給全局變量Flag_Trouch賦值為Touch_Down,否則賦值為Touch_Up。若計時器中斷處理程序判斷Flag_Touch被賦值為Touch_Down,則給全局變量StartSample置位,以控制觸摸屏采樣。然后系統通過S3C2440_get_xy()獲得采樣值,對得到的觸摸屏的數據進行處理。接下來是對觸摸屏的校準,最后是中斷的釋放和注冊模塊的卸載。其具體的觸摸屏驅動工作流程圖如圖2所示。

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