ARM系統(tǒng)中觸摸屏的中斷處理方法

隨著嵌入式微處理器性能的提高，集成的外圍接口設(shè)備越來越多，而外圍設(shè)備與處理器之間多采用中斷方式進(jìn)行通信，即使在沒有操作系統(tǒng)的情況下，也常需要對多個(gè)外圍設(shè)備的中斷處理例程進(jìn)行動(dòng)態(tài)加載，從而實(shí)現(xiàn)對多個(gè)外圍設(shè)備的集中動(dòng)態(tài)管理。同時(shí)，中斷功能可以解決CPU內(nèi)部運(yùn)行速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于外部總線速度而產(chǎn)生的等待延時(shí)問題。因此，嵌入式微處理器的應(yīng)用設(shè)計(jì)中，中斷處理通常是系統(tǒng)的核心任務(wù)之一。

　　
1 觸摸屏

　　(1)觸摸屏簡介

　　隨著多媒體信息查詢的與日俱增，人們越來越關(guān)注觸摸屏。觸摸屏具有堅(jiān)固耐用、反應(yīng)速度快、節(jié)省空間、易于交流等許多優(yōu)點(diǎn)，作為一種最新的電腦輸入設(shè)備，它是目前最簡單、方便、自然的人機(jī)交互方式。它賦予多媒體嶄新的面貌，是極富吸引力的全新多媒體交互設(shè)備。觸摸屏由觸摸檢測部件和觸摸屏控制器組成。觸摸檢測部件安裝在顯示器屏幕前面，用于檢測用戶觸摸位置，接收信息后送至觸摸屏控制器；觸摸屏控制器的主要作用是從觸摸點(diǎn)檢測裝置上接收觸摸信息，并將它轉(zhuǎn)換成觸點(diǎn)坐標(biāo)后送給CPU，同時(shí)能接收CPU發(fā)來的命令并加以執(zhí)行。按照觸摸屏的工作原理和傳輸信息的介質(zhì)，觸摸屏可以分為4種，即電阻式、電容感應(yīng)式、紅外線式以及表面聲波式。這里采用的是四線電阻屏。

　　(2)S3C2410A觸摸屏控制器

　　S3C2410A觸摸屏的外接電路主要是控制上下兩層導(dǎo)電層的通斷情況以及取電壓，取電壓之后還需要將這個(gè)模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，這部分工作主要是靠S3C2410A芯片中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器來實(shí)現(xiàn)的。即觸摸屏的功能實(shí)現(xiàn)實(shí)際上分兩部分，分別是觸摸屏的外接電路部分和S3C2410A芯片自帶的A／D轉(zhuǎn)換控制部分。

　　
2 ARM嵌入式操作系統(tǒng)中斷處理方法

　　在嵌入式系統(tǒng)中外部設(shè)備的功能主要是靠中斷機(jī)制來實(shí)現(xiàn)的。因此，ARM作為嵌入式微處理器的典型代表，為保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性，建立了一套完整的異常處理機(jī)制。

　　2．1 S3C2410A中斷寄存器

　　每個(gè)寄存器在中斷處理流程中所扮演的角色是不同的，中斷流程如圖1所示。

　　2．2 中斷與中斷服務(wù)程序

　　中斷的硬件邏輯將檢測到的中斷，以某種方式指向中斷服務(wù)程序的地址，該地址在頭文件中以宏定義的形式出現(xiàn)。用戶在自己的程序中，將中斷服務(wù)程序的地址賦給該指針，從而將中斷與中斷服務(wù)程序聯(lián)系起來。

　　為了方便使用高級(jí)語言編寫異常處理函數(shù)，ARM編譯器對異常處理函數(shù)作了特定的擴(kuò)展，只要使用關(guān)鍵字__irq，編譯出來的函數(shù)就滿足異常響應(yīng)對現(xiàn)場保護(hù)和恢復(fù)的需要。

　　在ADS編譯器中，__irq專門用來聲明IRQ中斷服務(wù)程序。如果用__irq來聲明一個(gè)函數(shù)，那么該函數(shù)就是IRQ中斷服務(wù)程序，編譯器會(huì)自動(dòng)在函數(shù)內(nèi)部增加中斷現(xiàn)場保護(hù)代碼。

3 中斷方式實(shí)現(xiàn)觸摸屏驅(qū)動(dòng)

　　3．1 中斷寄存器的設(shè)置與使能

　　S3C2410A的觸摸屏是帶子中斷的內(nèi)部中斷。當(dāng)中斷發(fā)生后，SUBSRCPND相應(yīng)位置1，如果沒有被INTSUBMSK屏蔽，那么SRCPND相應(yīng)位置1，如果沒有被INTMSK屏蔽，就進(jìn)一步設(shè)置INTMOD。這里采用IRQ中斷方式，所以SRCPND可以有多位置1(FIQ只能有1位)，經(jīng)過PRIORITY選出一個(gè)優(yōu)先級(jí)高的，然后把INTPND相應(yīng)位置1(只能選出1位)，進(jìn)入IRQ，讓CPU處理。

　　首先必須弄清楚SUBSRCPND與SRCPND之間的關(guān)系，幾個(gè)SUBSRCPND可能對應(yīng)同一個(gè)SRCPND。經(jīng)過不斷總結(jié)，得出的對應(yīng)關(guān)系如表1所列。從表中可知，觸摸屏要用到SUBSRCPND中的INT_TC位，即SUBSRCPND[9]。這里定義變量：

　　#define BIT_SUB_TC(0x19)

　　與之對應(yīng)的是SRCPND中的INT_ADC位，即SRCPND[31]，又定義變量：

　　#define BIT_ADC(0xl31)

　　INTMOD與PRIORITY采用默認(rèn)設(shè)置。因此，可以把觸摸屏的中斷過程寫為：

　　3．2 觸摸屏中斷與觸摸屏中斷程序

　　首先使能ARM芯片的中斷向量。當(dāng)有IRQ中斷到來，CPU會(huì)自動(dòng)到0x18地址處取指。0x18處的指令是CPU根據(jù)中斷源算好的。這里觸摸屏的中斷INT-ADC來了，那么0x18處的指令就是跳轉(zhuǎn)到地址0x9c處。然后就執(zhí)行“ldr pc，=HandlerINT_ADC”這條指令。這條指令的執(zhí)行結(jié)果就是跳轉(zhuǎn)到“HandlerINT_ADC”處執(zhí)行。

　　那么“HandlerINT_ADC”處又是什么指令呢?從訪問絕對地址的內(nèi)存位置“#define pISR_ADC(*(unsigned*)(ISR_STARTADDRESS+0x9c))”可知，“HandlerINT_ADC”處的地址就是_ISR_STARTADDRESS+0x9C。

上述語句把無符號(hào)整數(shù)_ISR_STARTADDRESS+0x9c強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為指針，指向RAM，通過語句“pISR_ADC=(int)touchscreen；”對它進(jìn)行訪問，touchscreen即為所定義的觸摸屏中斷程序，該中斷服務(wù)程序必須使用“__irq關(guān)鍵字進(jìn)行聲明。這樣，用戶在自己的程序中，將中斷服務(wù)程序的地址賦給該指針，從而將觸摸屏的中斷與觸摸屏的中斷程序聯(lián)系起來。整個(gè)觸摸屏中斷與觸摸屏中斷程序的聯(lián)系如圖2所示。

　　
結(jié)語

　　本文完成了觸摸屏相關(guān)中斷寄存器的設(shè)置，并編寫了觸摸屏的中斷處理程序，采用編寫“__irq”函數(shù)的方法實(shí)現(xiàn)了基于中斷的觸摸屏控制。在實(shí)際應(yīng)用中，該程序設(shè)計(jì)簡單可靠，觸摸點(diǎn)坐標(biāo)值讀取準(zhǔn)確，且無粘滯現(xiàn)象，達(dá)到了預(yù)期效果。