觸摸屏驅(qū)動(dòng)論文

鹽城師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)2012－2013學(xué)年度基于S3C44B0X的觸摸屏驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)學(xué)生姓名 謝云峰學(xué) 院 物理科學(xué)與電子技術(shù)學(xué)院專 業(yè) 電子信息工程班 級(jí) 09 （4）班學(xué) 號(hào) 09223346指導(dǎo)教師 施文娟2013年5月27日精品文檔 你我共享基于S3C44B0X的觸摸屏驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)摘 要隨著電子設(shè)備的不斷智能化，傳統(tǒng)的鍵盤、鼠標(biāo)等人機(jī)交互方式已經(jīng)無法滿足人們的需求，人們想要更加方便準(zhǔn)確的人機(jī)交互工具。而觸摸屏通過手指觸摸就能實(shí)現(xiàn)操作定位，大大簡(jiǎn)化了電子設(shè)備的輸入方式，真正實(shí)現(xiàn)零距離操作，因此觸摸屏得到了越來越廣泛的應(yīng)用。本文介紹了基于ARM7TDMI內(nèi)核的高性能微處理器S3C44B0X的基本功能，闡述了觸摸屏的組成與基本工作原理，并在分析觸摸屏嵌入式系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，針對(duì)觸摸屏驅(qū)動(dòng)控制程序的難點(diǎn)，提出了具體的解決方案，最終完成了基于微處理器S3C44B0X的觸摸屏驅(qū)動(dòng)控制程序的設(shè)計(jì)?！娟P(guān)鍵詞】人機(jī)交互，S3C44B0X，觸摸屏，嵌入式系統(tǒng)AAAAAA精品文檔 你我共享DrivendesignoftouchscreenbasedonS3C44B0XAbstractWiththeintelligentelectronicdevices,Traditionalkeyboard,mouseandotherhuman-computerinteractionhasbeenunabletomeetpeople'sneeds,Peoplewanttohavemoreconvenientandaccuratehuman-computerinteractiontool.Andtouchscreencanberealizedpositioningoperationbyfingerstouch,Thisgreatlysimplifyingtheinputmodeoftheelectronicequipmentandrealizingzerodistanceoperation,sothetouchscreenhasbeenmoreandmorewidelyused.Thisarticledescribesthebasicfunctionsofhigh-performancemicroprocessorS3C44B0XbasedontheARM7TDMIcore,Describesthecompositionandthebasicworkingprincipleofthetouchscreen.Forthethedrivecontrolprogram’sdifficultiesoftouchscreen,Iproposedthespecificsolutionsbasedontheanalysisofthetouch-screenembeddedsystem.Finally,Icompletedthetouchscreensdriver’controlprogramdesignbasedonS3C44B0X.[Keywords]Human-ComputerInteraction，S3C44B0X，Touchscreen，EmbeddedsystemAAAAAA精品文檔你我共享目錄引言........................................................................................................................41S3C44B0X芯片介紹..........................................................................................41.1S3C44B0X簡(jiǎn)介........................................................................................41.2S3C44B0X的特性.....................................................................................51.3S3C44B0X引腳圖與嵌入式結(jié)構(gòu)圖........................................................92觸摸屏原理.......................................................................................................102.1觸摸屏簡(jiǎn)介..............................................................................................102.1.1電阻式觸摸屏結(jié)構(gòu).......................................................................112.1.2電阻式觸摸屏相關(guān)技術(shù)...............................................................122.2觸摸屏工作原理.....................................................................................132.2.1觸摸屏系統(tǒng)組成............................................................................132.2.2觸摸屏控制器工作原理...............................................................143軟件設(shè)計(jì)...........................................................................................................153.1驅(qū)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)流程..................................................................................153.2中斷處理程序..........................................................................................163.3觸摸屏按鍵的坐標(biāo)算法.........................................................................184觸摸屏驅(qū)動(dòng)程序的測(cè)試...................................................................................194.1測(cè)試準(zhǔn)備.................................................................................................194.2運(yùn)行結(jié)果.................................................................................................19結(jié)束語..........................................................................................................................21參考文獻(xiàn)......................................................................................................................22致謝......................................................................................................................23附錄......................................................................................................................24AAAAAA精品文檔 你我共享引 言隨著電子信息技術(shù)發(fā)展以及數(shù)字化設(shè)備的普及，基于嵌入式系統(tǒng)的各種產(chǎn)品得到越來越廣泛地應(yīng)用，功能也越來越強(qiáng)大。在巨大市場(chǎng)需求的驅(qū)使下，人們對(duì)各類電子產(chǎn)品的人機(jī)交互界面也有了越來越高的要求。觸摸屏正在逐漸取代鍵盤和鼠標(biāo)，成為人們所使用的主要的輸入設(shè)備。觸摸屏作為一種最新的輸入設(shè)備，它是目前最簡(jiǎn)單、方便、自然的一種人機(jī)交互方式，它賦予了多媒體以嶄新的面貌，是極富吸引力的全新多媒體交互設(shè)備[1]。觸摸屏在我國(guó)的應(yīng)用范圍非常廣闊，主要是公共信息的查詢,如電信局、稅務(wù)局、銀行、電力等部門的業(yè)務(wù)查詢,城市街頭的信息查詢,此外應(yīng)用于領(lǐng)導(dǎo)辦公、工業(yè)控制、軍事指揮、電子游戲、點(diǎn)歌點(diǎn)菜、多媒體教學(xué)、房地產(chǎn)預(yù)售等 [2]。最近幾年隨著智能手機(jī)和平板的飛速發(fā)展，觸摸屏最為其最重要的人機(jī)交互介質(zhì)，正在以更快的速度走進(jìn)我們的生活。S3C44B0X微處理器是三星公司研發(fā)的基于 ARM7TDMI核的高性能嵌入式處理器，由于其在擁有高性價(jià)比的同時(shí)內(nèi)嵌了多種接口， 因此在消費(fèi)類電子和手持電子設(shè)備中了的應(yīng)用越來越廣泛。本文介紹了基于ARM7TDMI內(nèi)核的高性能微處理器S3C44B0X的基本功能，闡述了觸摸屏基本工作原理，并在分析觸摸屏嵌入式系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，針對(duì)觸摸屏驅(qū)動(dòng)控制程序的難點(diǎn)，提出了具體的解決方案，最終完成了基于微處理器S3C44B0X的觸摸屏驅(qū)動(dòng)控制程序的設(shè)計(jì)。S3C44B0X芯片介紹1.1S3C44B0X簡(jiǎn)介Samsung公司的S3C44B0X是國(guó)內(nèi)應(yīng)用廣泛的基于ARM7TMDI內(nèi)核的SoC。該芯片功能強(qiáng)大，片上資源豐富，是Samsung公司為手持設(shè)備等應(yīng)用提供的高性價(jià)比解決方案[3]。S3C44B0X采用0.25μmCMOS的制作工藝，最大工作主頻可達(dá)66MHz。三級(jí)流水線結(jié)構(gòu)高達(dá)0.9MIPSMHz。CPU的核心電壓為2.5V，IO口的電壓為3.3～3.6V，內(nèi)核帶有8KB的緩存。由于采用了低電壓技術(shù)，芯片運(yùn)算速度很快，但功耗卻很低。S3C44B0X還采用了一種新的總線結(jié)構(gòu)，那就是SAMBAⅡ(三星ARMCPU嵌入式總線結(jié)構(gòu))。同時(shí)，此芯片還內(nèi)置了LCD控制器，其帶有LCDAAAAAA精品文檔 你我共享專用的DMA控制器，支持最大到 256色的雙層超扭曲向列(DSTN)液晶屏。這是現(xiàn)在應(yīng)用較多的一種點(diǎn)陣式液晶顯示器件， “超扭曲”顧名思義，即液晶屏中液晶分子的排列扭曲角很大，超過了 90°。S3C44B0X提供通用與全面的片上外設(shè)，大大減少了系統(tǒng)電路中除處理器以外的其他元器件配置，從而最小化了系統(tǒng)的成本[4]。片上集成的主要功能如下：2.5VARM7TDMI內(nèi)核，帶有8K緩存（SAMBAII總線體系結(jié)構(gòu)，主頻高達(dá)66MHZ）；外部存儲(chǔ)器控制器（FP/EDO/SDRAM控制器，片選邏輯）；LCD控制器（最大支持256色DSTN）,并帶有1通道LCD專用DMA；雙通道通用DMA,2通道外設(shè)DMA并具有外部請(qǐng)求引腳；雙通道UART帶有握手協(xié)議（支持IRDA1.0,具有16-byteFIFO）/1通道SIO；單通道多主IIC-BUS控制器；單通道IIS-BUS控制器；*5個(gè)PWM定時(shí)器和1個(gè)內(nèi)部定時(shí)器；看門狗定時(shí)器；*71個(gè)通用I/O口/8通道外部中斷源；功耗控制：具有正常，低速，空閑和停止模式；*8通道10位ADC；具有日歷功能的RTC；帶PLL的片上時(shí)鐘發(fā)生器。1.2S3C44B0X的特性體系結(jié)構(gòu)集成了通用嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用和手持電子設(shè)備的相關(guān)解決方案。② 擁有16/32位RISC體系結(jié)構(gòu)和ARM7TDMI處理器內(nèi)核強(qiáng)大的指令體系。③集成了Thumb代碼壓縮機(jī)：在最大化代碼密度的同時(shí)保持了32位指令的性能。④ 基于JTAG的片上集成ICE調(diào)試支持解決方案。⑤ 集成了32×8位硬件乘法器。SAMBAII是一種新型低功耗的總線結(jié)構(gòu)。AAAAAA精品文檔 你我共享系統(tǒng)（存儲(chǔ)）管理器支持大端或小端模式。② 尋址空間：每個(gè)地址空間為 32M字節(jié)（共有256M字節(jié)）。③ 所有地址空間可以使用編程將其設(shè)置為 8位、16位或32位寬的數(shù)據(jù)對(duì)齊訪問。④ 擁有7個(gè)固定的起始地址及大小可編程的地址空間。⑤ 擁有8個(gè)地址空間。⑥ 所有的存儲(chǔ)器空間的操作周期都可以編程。⑦ 支持外部等待信號(hào)延長(zhǎng)總線周期。⑧ 掉電時(shí)DRAM/SDRAM 能啟動(dòng)自刷新模式。⑨ 支持地址對(duì)稱或抵制非對(duì)稱的 DRAM。Cache存儲(chǔ)器和片內(nèi)SRAM一體化的8K字節(jié)緩存。② 未用的緩存空間用來作為 0/4/8K字節(jié)的SRAM存儲(chǔ)空間。③ 支持LRU替換算法。④ 采用“寫穿式”策略來保持主存儲(chǔ)器與緩存的內(nèi)容一致性。⑤ 寫存儲(chǔ)器具有4級(jí)深度。⑥ 當(dāng)緩存未命中時(shí)，采用“請(qǐng)求數(shù)據(jù)優(yōu)先填充”的技術(shù)。時(shí)鐘和電源管理片上PLL使MCU工作時(shí)最大達(dá)到75MHz。②可以通過軟件來設(shè)置各個(gè)功能模塊的輸入時(shí)鐘。③電源模式：正常、慢速、空閑和停止模式。④正常模式：正常工作模式。⑤慢速模式：不加PLL的低時(shí)鐘頻率模式。⑥空閑模式：只停止CPU的時(shí)鐘。⑦停止模式：停止所有的時(shí)鐘。⑧通過EINT[7:0]或RTC報(bào)警中斷從停止模式喚醒。中斷控制器30個(gè)中斷源（看門狗定時(shí)器、6個(gè)定時(shí)器、6個(gè)UART、8個(gè)外部中斷、4個(gè)DMA、2個(gè)RTC、1個(gè)ADC、1個(gè)IIC、1個(gè)SIO）。② 采用向量化的IRQ中斷模式來減少中斷的延遲。AAAAAA精品文檔 你我共享③ 外部中斷通過可選的電平 /邊沿模式來觸發(fā)。④ 電平/邊沿模式優(yōu)先可編程。⑤ 緊急的中斷請(qǐng)求通過 FIQ為進(jìn)行服務(wù)。定時(shí)器和PWM（脈寬調(diào)制）PWM功能的定時(shí)器為5通道16位，內(nèi)部定時(shí)器為1通道16位（可進(jìn)行基于DMA或中斷的操作）。② 可編程的占空比周期、頻率和優(yōu)先級(jí)。③ 支持外部中斷源。④ 能產(chǎn)生死區(qū)。RTC（實(shí)時(shí)時(shí)鐘）充分的時(shí)鐘特性：毫秒、秒、分鐘、小時(shí)、日、星期、月、年。32.768kHz時(shí)鐘。③ 定時(shí)警報(bào)，可用于喚醒 CPU。④ 可產(chǎn)生時(shí)鐘節(jié)拍中斷。通用I/O口8個(gè)外部中斷口。71個(gè)多功能輸入/輸出口。UART（異步串行通信）① 雙通道通用UART，可進(jìn)行基于DMA或中斷的操作。② 支持5位、6位、7位或8位串行數(shù)據(jù)的傳輸或接收。③ 可編程的波特率。④ 支持IrDA1.0（115.2Kbps）。⑤ 測(cè)試時(shí)采用回饋模式。⑥ 每個(gè)通道都通過兩個(gè)內(nèi)部為 32字節(jié)的FIFO來用于輸入和輸出。DMA（直接存儲(chǔ)器操作）控制器雙通道通用的DMA控制器。② 雙通道的橋式DMA（外設(shè)DMA）控制器。③ 支持I/O到存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)器到 I/O，I/O到I/O的DMA請(qǐng)求。④ 同時(shí)發(fā)生的多個(gè)DMA的優(yōu)先級(jí)順序可編程。⑤ 采用猝發(fā)式的傳輸模式以提高 FPDRAM、EDODRAM和SDRAM的數(shù)據(jù)傳輸速率。AAAAAA精品文檔 你我共享A/D轉(zhuǎn)換器8通道的ADC。②10-bit的帶寬。LCD控制器支持彩色/黑白/灰度LCD屏。②支持單路和雙路掃描顯示。③ 支持虛擬顯示屏功能。④ 系統(tǒng)存儲(chǔ)器被用來作為顯示的緩存。⑤ 用專門的DMA從系統(tǒng)存儲(chǔ)器中獲得圖像數(shù)據(jù)。⑥ 灰度等級(jí)：16級(jí)。⑦ 彩色模式：256色?？撮T狗定時(shí)器16位的看門狗定時(shí)器。② 在定時(shí)器溢出時(shí)會(huì)發(fā)出中斷請(qǐng)求或系統(tǒng)復(fù)位。I2C總線接口1個(gè)多主的基于中斷操作的I2C總線。8位雙向串行數(shù)據(jù)傳送器，標(biāo)準(zhǔn)模式速度達(dá)到100Kb/S，快速模式達(dá)到400Kb/S。I2S總線接口1路基于DMA操作的音頻I2S總線接口。②每通道8/16位串行數(shù)據(jù)傳輸。SIO（同步串行I/O）1路基于DMA或基于中斷的SIO。② 可編程的波特率。③ 支持8位串行數(shù)據(jù)的傳輸和接收操作。操作電壓的范圍內(nèi)核為2.5V，I/O口為3.0V~3.6V。運(yùn)行頻率與封裝最高達(dá)66MHz。160LQFP/160FBGA。AAAAAA精品文檔 你我共享1.3S3C44B0X引腳圖與嵌入式結(jié)構(gòu)圖如圖1-1所示，S3C44BOX擁有71個(gè)多功能IO口，其分為7組；每組端口都可以滿足不同的系統(tǒng)和設(shè)計(jì)需要，但在運(yùn)行程序前必須先對(duì)每一個(gè)用到的引腳功能進(jìn)行設(shè)置，如果有些引腳的復(fù)用功能沒有被使用到，就可以將該引腳設(shè)置成 IO口[5]。S3C44B0X圖1-1S3C44B0X微處理器引腳圖AAAAAA精品文檔 你我共享S3C44B0X微處理器的嵌入式結(jié)構(gòu)圖如圖 1-2所示。LCD顯示1MB線性USB接口Flash(BIOS)基于ARM架USBN9603構(gòu)的32位微兩個(gè)RS-232SMBSDRM處理器串行通信接口(系統(tǒng)內(nèi)存)SamsungS3C44B0X16MB非線性JTAG調(diào)試端口Flash(硬盤)TCP/IP協(xié)議鍵盤輸入CANBUS圖1-2基于S3C44B0X嵌入式結(jié)構(gòu)觸摸屏原理2.1觸摸屏簡(jiǎn)介觸摸屏是一種附加在顯示器表面的透明介質(zhì)，通過使用者的手指觸摸該介質(zhì)來實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算機(jī)的操作定位，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算機(jī)的查詢和輸入，從而大大簡(jiǎn)化了計(jì)算機(jī)的輸入方式，真正實(shí)現(xiàn)零距離操作[6]。觸摸屏由觸摸檢測(cè)部件和觸摸屏控制器組成，觸摸檢測(cè)部件主要完成檢測(cè)用戶觸摸位置并傳送給觸摸屏控制器的功能，而觸摸屏控制器則完成觸摸信息的轉(zhuǎn)換以及接收處理器的控制命令并執(zhí)行的功能[7]。當(dāng)用戶觸摸顯示器上的內(nèi)容時(shí)，實(shí)際上卻是觸摸到了觸摸屏控制器。它能將觸摸點(diǎn)轉(zhuǎn)換成觸摸點(diǎn)坐標(biāo)，再將觸摸點(diǎn)坐標(biāo)傳送給微處理器。微處理器在接收到觸摸信息后就能作出相應(yīng)的畫面更新動(dòng)作。顯示器則用于顯示用戶數(shù)據(jù)和畫面等。觸摸屏檢測(cè)部件簡(jiǎn)稱為觸摸屏，按其工作原理我們可以把它們分為:電容感應(yīng)式、表面聲波式、電阻式和紅外線式等幾種。它們的特性比較表見表2-1所示。AAAAAA精品文檔 你我共享表2-1 觸摸屏特性比較表類別特性紅外線式電阻式表面聲波電容式觸摸屏觸摸屏觸摸屏觸摸屏清晰度一般較好很好較差透光率100%75%92%85%分辨率40*324096*40964096*40961024*1024響應(yīng)速度50—300ms10ms10ms15—24ms防刮擦好一般非常好一般漂移無無無有防塵不能擋住不怕不怕不怕透光部壽命紅外管壽命大于3500萬次大于5000萬次大于2000萬次價(jià)格低中高中由此可以看出電阻式觸摸屏比較便宜的價(jià)格，良好的的定位精度和穩(wěn)定性已經(jīng)能夠滿足普通的使用要求，所以本設(shè)計(jì)使用的觸摸屏為電阻式。電阻式觸摸屏結(jié)構(gòu)如圖2-1所示，電阻式觸摸屏的屏體是一塊與顯示器表面非常貼合的多層復(fù)合薄膜，它的基層是一層玻璃或有機(jī)玻璃，表面與內(nèi)表面都涂了一層透明的導(dǎo)電層，上面再蓋一層經(jīng)過了硬化處理和光滑防刮的塑料層，為了絕緣，在兩層導(dǎo)電層之間有許多細(xì)小(小于千分之一英寸)的透明隔離點(diǎn)把它們隔開 [8]。圖2-1 電阻式觸摸屏結(jié)構(gòu)圖AAAAAA精品文檔 你我共享如圖2-1所示，當(dāng)你的手指或筆觸摸屏幕時(shí)，平常相互絕緣的兩層導(dǎo)電層就會(huì)在觸摸點(diǎn)的位置有一個(gè)接觸，因?yàn)槠渲杏幸幻鎸?dǎo)電層 (頂層)接通了X軸方向的5V均勻電壓場(chǎng)，使得檢測(cè)層(底層)的電壓從零變?yōu)榉橇?，?dāng)控制器偵測(cè)到這個(gè)接通后，就會(huì)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，并將得到的電壓值與5V作對(duì)比即可得觸摸點(diǎn)的X軸從坐標(biāo)(原點(diǎn)在在靠近接地點(diǎn)的那端 )[9]：Xi=Lx*Vi/V（即分壓原理）同理得出Y軸的從坐標(biāo)，這就是所有電阻技術(shù)觸摸屏共同的最基本原理。電阻式觸摸屏相關(guān)技術(shù)電阻式觸摸屏的主要部分是一塊與顯示器表面非常貼合的多層的復(fù)合薄膜，它的基層是一層玻璃或有機(jī)玻璃，表面上涂有一層透明導(dǎo)電層，上面再蓋一層塑料層，并將其進(jìn)行硬化與光滑防刮處理，同時(shí)它的內(nèi)表面也涂有一層導(dǎo)電層(ITO或鎳金)。電阻式觸摸屏兩層的導(dǎo)電層必須要保持它的完整性，在每個(gè)工作面的兩條邊線上都要涂一條銀膠，一端加上5V電壓，一端加上0V電壓，這樣就能形成均勻連續(xù)的平行電壓分布在工作面的一個(gè)方向上。在偵測(cè)到有觸摸時(shí)，立刻對(duì)接觸點(diǎn)的模擬量電壓值進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換測(cè)量，根據(jù)5V電壓下的等比公式就可以計(jì)算出觸摸點(diǎn)在這個(gè)方向上的位置。透明的導(dǎo)電涂層材料有兩種：ITO，氧化銦，是一種弱導(dǎo)電體，特性是當(dāng)厚度降到1800個(gè)埃(埃=10米)以下時(shí)就會(huì)突然變得透明，透光率達(dá)到80%，但再薄下去后它的透光率反而會(huì)變低，當(dāng)?shù)?00埃厚度時(shí)又會(huì)上升到80%。但遺憾的是ITO在這個(gè)厚度下韌性非常差，很容易產(chǎn)生斷裂。ITO是一種所有電阻式觸摸屏及電容式觸摸屏都會(huì)用到的主要透明導(dǎo)電材料，實(shí)際上電阻式觸摸屏及電容式觸摸屏的工作面就是ITO涂層。鎳金涂層，擁有極好的延展性，因此鎳金涂層材料被作為五線電阻式觸摸屏的外導(dǎo)電層，外導(dǎo)電層由于會(huì)被頻繁觸摸，鎳金材料良好的延展性的能夠有效地延長(zhǎng)其使用壽命，但是它的成本比較貴，因此只適合作為觸摸屏的透明導(dǎo)體，不適合作為觸摸屏的工作面。因?yàn)殒嚱鹜繉拥膶?dǎo)電性太好了，所以不能對(duì)電阻進(jìn)行精密的測(cè)量，而且金屬的厚度很難做到非常均勻。四線電阻式觸摸屏的基層大多使用的是有機(jī)玻璃，它不僅透光率低、易風(fēng)化和老化，因?yàn)橛袡C(jī)玻璃的剛性差，所以在安裝時(shí)存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，而且安裝時(shí)還AAAAAA精品文檔 你我共享不能捏邊上的銀膠，以免薄薄的 ITO和相對(duì)厚實(shí)的銀膠之間會(huì)產(chǎn)生脫落破裂，拉或壓觸摸屏?xí)r不可以用力，以免會(huì)拉斷 ITO層。這就是有些四線電阻觸摸屏安裝后顯得不太平整的原因。ITO是一種無機(jī)物，有機(jī)玻璃是有機(jī)物，有機(jī)物和無機(jī)物無法良好地結(jié)合，只要時(shí)間一長(zhǎng)就容易剝落。如果能夠生產(chǎn)出曲面的玻璃板，玻璃是一種無機(jī)物，就能和ITO結(jié)合的非常好成為導(dǎo)電玻璃，這樣電阻觸摸屏的壽命就能夠得到大大的延長(zhǎng)。不管是四線還是五線電阻觸摸屏，它們的工作環(huán)境都與外界完全隔離，不管是灰塵、水汽還是油污都不怕，你能夠使用任何物體觸摸它，它能夠用來寫字畫畫，比較適合辦公室與工業(yè)控制領(lǐng)域的人的使用。但電阻觸摸屏有一個(gè)共同的缺點(diǎn)，那就是不知道的人如果太用力或使用銳器觸摸可能會(huì)劃傷整個(gè)觸摸屏從而導(dǎo)致報(bào)廢。不過，在限度之內(nèi)，劃傷只會(huì)傷到外導(dǎo)電層，外導(dǎo)電層的劃傷對(duì)于五線電阻式觸摸屏來說并不會(huì)產(chǎn)生影響，但對(duì)四線電阻觸摸屏來說卻是致命的。2.2觸摸屏工作原理觸摸屏系統(tǒng)組成觸摸屏系統(tǒng)的組成如圖2-2所示，他由S3C44B0X微處理器作為整個(gè)系統(tǒng)的控制、數(shù)據(jù)處理中心。利用ADS7843進(jìn)行觸摸屏信號(hào)轉(zhuǎn)換和液晶屏背光對(duì)比度控制電路連接處理器，A/D部分負(fù)責(zé)將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量供給處理器單元，由其進(jìn)行判斷、處理和顯示，DI/DO部分負(fù)責(zé)將各種信號(hào)報(bào)警量采集進(jìn)來，提供給處理器單元進(jìn)行判斷處理，并且輸出控制信號(hào)去控制相應(yīng)的設(shè)備動(dòng)作，擴(kuò)展串口部分提供了兩個(gè)擴(kuò)展的RS-232/RS-485串行接口，可以使用此接口與現(xiàn)場(chǎng)的其他設(shè)備交換數(shù)據(jù)，也可利用現(xiàn)場(chǎng)總線接口進(jìn)行通信，例如采用Modbus、Devicenet協(xié)議通信，顯示部分為一個(gè)觸摸液晶顯示屏，除了提供顯示功能以外，他還作為輸入設(shè)備，可替代常規(guī)鍵盤[10]。AAAAAA精品文檔 你我共享背光對(duì)比度控制現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)總線接口液晶屏LCDA/D轉(zhuǎn)換接口微處理器S3C44B0X觸摸屏DI/DO接口RS-232/RS接口ADS7843圖2-2觸摸屏系統(tǒng)的組成觸摸屏控制器工作原理現(xiàn)今被使用的觸摸屏控制器有多種，其主要功能均是在微處理器的控制下對(duì)觸摸屏的兩個(gè)方向分時(shí)施加電壓，并將相應(yīng)的電壓信號(hào)傳送給自身的A/D轉(zhuǎn)換器，在微處理SPI口提供的同步時(shí)鐘作用下將數(shù)字信號(hào)讀入微處理器。本系統(tǒng)中選用BB(Burr-Brown)公司生產(chǎn)的觸摸屏接口專用芯片ADS7843。ADS7843是一種串行接口芯片，其中內(nèi)置了l2位A/D轉(zhuǎn)換和低導(dǎo)通電阻模擬開關(guān)的。供電電壓為2.7—5.0V，參考電壓為1V—+Vcc，轉(zhuǎn)換電壓的輸入范圍為0—Vref，最高轉(zhuǎn)換速率為125kHz。在125kHz吞吐速率和2.7V電壓下的功耗為750μW，而在關(guān)閉模式下的功耗僅為 0.5μW。由于具有低功耗和高速等特性，所以被廣泛應(yīng)用，ADS7843之所以能實(shí)現(xiàn)對(duì)觸摸屏的控制，是因?yàn)槠鋬?nèi)部結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了電極電壓的切換，并能進(jìn)行快速A/D轉(zhuǎn)換[11]。S A2 A1 A0 Mode ser/der PD1 PD0圖2-3ADS7843 控制字ADS7843的控制字如圖2-3所示，其中s為數(shù)據(jù)傳輸起始標(biāo)志位，該位必須為1。A2—A0為通道選擇位。MODE用來選擇A/D轉(zhuǎn)換的精度：“1”選擇 8位，“0”選擇l2位。SER/DFR用于選擇參考電壓的輸入模式。PD1和PD0選擇省電模式：“00”為省電模式允許，在兩次A/D轉(zhuǎn)換之間掉電，且中斷允許；“01”與“00”相同，只是不允許中斷；“10”為保留；“11”禁止省電模式。為了完成一次電極電壓切換和A/D轉(zhuǎn)換，需要先經(jīng)過串口往ADS7843發(fā)送控制字，轉(zhuǎn)換完成后再通過串口讀出電壓轉(zhuǎn)換值。標(biāo)準(zhǔn)的一次換需要24個(gè)時(shí)鐘周期，由于串口支持雙向同時(shí)進(jìn)行傳送，并且在一次讀數(shù)與下一次發(fā)送控制字之AAAAAA精品文檔 你我共享間可以重疊，所以轉(zhuǎn)換速率可以提高到每次 16個(gè)時(shí)鐘周期[12]。ADS7843的控制流程如圖2-4所示。按觸摸屏PENIRQ置為低電平向S3C44B0X發(fā)送中斷請(qǐng)求S3C44B0X響應(yīng)中斷，將 CS置低向ADS7843串行送人測(cè)量控制字調(diào)ADS7843測(cè)量程序測(cè)量坐標(biāo)串行讀出坐標(biāo)值，將 CS置高返回圖2-4ADS7843控制流程圖軟件設(shè)計(jì)3.1驅(qū)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)流程AAAAAA精品文檔 你我共享本設(shè)計(jì)是通過THUS-1型嵌入式（ARM）實(shí)驗(yàn)/開發(fā)系統(tǒng)來完成的。驅(qū)動(dòng)控制電路軟件設(shè)計(jì)中最為關(guān)鍵的就是根據(jù)ADS7843芯片內(nèi)部原理及時(shí)序關(guān)系控制其實(shí)現(xiàn)對(duì)XY坐標(biāo)的采集，同時(shí)將信息通過RS232串行通信發(fā)送到計(jì)算機(jī)上[13]。觸摸屏驅(qū)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)流程如圖 3-1所示。開始觸摸屏的初始化N 內(nèi)核線程判斷是否有觸摸動(dòng)作？Y讀取X/Y的電壓值放入相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)N內(nèi)核線程判斷是否還有觸摸動(dòng)作？Y讀取觸摸結(jié)束時(shí) X/Y的電壓值放入相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)其他處理圖3-1 觸摸屏驅(qū)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)流程3.2中斷處理程序觸摸屏的驅(qū)動(dòng)核心是中斷處理程序，響應(yīng)中斷并提供相應(yīng)服務(wù)的程序稱為中AAAAAA精品文檔 你我共享斷處理程序。在觸摸屏驅(qū)動(dòng)中，中斷服務(wù)程序的主要功能就是加載定時(shí)器處理程序和指定執(zhí)行程序的時(shí)間點(diǎn)[14]。定時(shí)器處理程序的主要任務(wù)為通過ADS7843的X+，X-，Y+，Y-端子分別讀取觸摸屏 X軸和Y軸的A/D轉(zhuǎn)換坐標(biāo)值，并對(duì)其進(jìn)行判斷，獲得真實(shí)結(jié)構(gòu)，達(dá)到對(duì)觸點(diǎn)定位的目的。定時(shí)器處理程序流程如圖3-2所示。開始設(shè)置GPIO[x]（x=1,2,...,6）寄存器N有中斷Y配置GPIO[x]（x=1,2,...,6）寄存器送接收X坐標(biāo)A/D轉(zhuǎn)換值的命令字接收X坐標(biāo)A/D轉(zhuǎn)換值送接收Y坐標(biāo)A/D轉(zhuǎn)換值的命令字接收Y坐標(biāo)A/D轉(zhuǎn)換值N結(jié)果一樣Y對(duì)A/D轉(zhuǎn)換值做處理返回圖3-2 定時(shí)器處理程序流程AAAAAA精品文檔 你我共享3.3觸摸屏按鍵的坐標(biāo)算法ADS7843的轉(zhuǎn)換精度有8位和12位兩種，可以精確到X或Y方向上的1/256和1/4096。觸摸屏的坐標(biāo)如圖 3-3所示。其中，（X,Y）是按鍵的中心坐標(biāo)，（X’,Y）’是按鍵右下角坐標(biāo)，（X”,Y”）是其左上角的坐標(biāo)。在觸及屏幕時(shí)，觸點(diǎn)只要在（X’,Y）’和（X”,Y”）矩形區(qū)域內(nèi)均認(rèn)為是觸摸該按鍵有效[15]。YX”,Y”）(X,Y)(X’,Y’)X圖3-3觸摸屏的坐標(biāo)實(shí)際采用固定參考電壓模式，SER/DFR=1。程序首先檢測(cè)PENIRQ是否為低電平，只有當(dāng)觸摸屏有接觸時(shí)此位才會(huì)為低電平。利用軟件模擬DIN，DOUT和DCLK上的三線串行傳輸時(shí)序，將讀取X或Y坐標(biāo)值的控制字串行送入ADS7843，然后再串行讀出坐標(biāo)值。其中，Test-Touch()函數(shù)發(fā)送控制字并讀取結(jié)果，程序流程圖如圖 3-4所示。AAAAAA精品文檔 你我共享開始DCLK置低判斷并傳送 8位控制字等待一個(gè)時(shí)鐘后開始接收數(shù)據(jù)順序取得 DIN上的前11位坐標(biāo)數(shù)據(jù)（高位在前）DCLK置高，接收最后 1位數(shù)據(jù)等待半個(gè)時(shí)鐘周期， DCLK清零返回接收結(jié)果圖3-4讀取坐標(biāo)流程圖觸摸屏驅(qū)動(dòng)程序的測(cè)試4.1測(cè)試準(zhǔn)備1)用并口線正確連接電腦并口和配套仿真器，用 14針（或20針）的排線連接仿真器和實(shí)驗(yàn)箱的 JTAG口；用串口線連接實(shí)驗(yàn)箱上的串口 1單元與計(jì)算機(jī)的COM1（或COM2）。在PC機(jī)上運(yùn)行windows自帶的串口通信程序“超級(jí)終端”（波特率為57600、8位數(shù)據(jù)位、無奇偶校驗(yàn)位、 1位停止位、無數(shù)據(jù)流控制）。3)打開系統(tǒng)電源，運(yùn)行仿真器驅(qū)動(dòng)程序，使用 ARM STD2.51集成開發(fā)環(huán)境打開程序，下載并運(yùn)行。在PC上觀察“超級(jí)終端”主窗口顯示。4.2運(yùn)行結(jié)果程序運(yùn)行時(shí)，如圖4-1所示。AAAAAA精品文檔 你我共享圖4-1觸摸屏運(yùn)行圖當(dāng)觸摸某一個(gè)數(shù)字時(shí)，超級(jí)終端接收到坐標(biāo)，得到反饋結(jié)果，如圖4-2所示。圖4-3反饋結(jié)果AAAAAA精品文檔 你我共享結(jié)束語在嵌入式智能設(shè)備中，觸摸屏正在逐漸取代傳統(tǒng)的鼠標(biāo)、 鍵盤等設(shè)備，成為最主要的人機(jī)交互輸入設(shè)備，本文完成了基于 S3C44B0X的觸摸屏的驅(qū)動(dòng)控制。并實(shí)驗(yàn)證明的程序的穩(wěn)定可靠， 達(dá)到了預(yù)期的效果。本文為人機(jī)交互中的觸摸屏驅(qū)動(dòng)控制提供了一種實(shí)用解決方案，可應(yīng)用于其他的嵌入式系統(tǒng)中。AAAAAA精品文檔 你我共享參考文獻(xiàn)賴誠(chéng).觸摸屏原理及在單片機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用[J].商場(chǎng)現(xiàn)代化，2006，471.李力，黎敏等.一種基于MIS的觸摸屏漢字輸入方法的設(shè)計(jì)[J].微機(jī)算機(jī)與信息，2006.23:91-98.田澤.嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用教程[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社，2010.SamsungElectronicsUser’sManualS3C44B0X32BitRISCMicroprocessor.[Z]2003.李巖，榮盤祥.基于S3C44B0X嵌入式μCLinux系統(tǒng)原理及應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005.韓兵.觸摸屏技術(shù)及應(yīng)用[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2008.[7］趙昌永，王勇，陳抗生．一種基于嵌入式 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謝在論文完成之際，我首先向關(guān)心幫助和指導(dǎo)我的指導(dǎo)老師施文娟表示衷心的感謝并致以崇高的敬意！在學(xué)校的學(xué)習(xí)生活即將結(jié)束，回顧四年來的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，面對(duì)現(xiàn)在的收獲，我感到無限欣慰。為此，我向熱心幫助過我的所有老師和同學(xué)表示由衷的感謝！在論文工作中，遇到了許許多多這樣那樣的問題，有的是專業(yè)上的問題，有的是論文格式上的問題，一直得到施文娟老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)，使我的論文可以又快又好的完成，施文娟老師以其淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、求實(shí)的工作作風(fēng)和他敏捷的思維給我留下了深刻的印象，我將終生難忘我的施文娟老師對(duì)我的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)，再一次向他表示衷心的感謝，感謝他為學(xué)生營(yíng)造的濃郁學(xué)術(shù)氛圍，以及學(xué)習(xí)、生活上的無私幫助！值此論文完成之際，謹(jǐn)向施文娟老師致以最崇高的謝意！最后，衷心地感謝在百忙之中評(píng)閱論文和參加答辯的各位專家、教授！AAAAAA精品文檔 你我共享附 錄觸摸屏驅(qū)動(dòng)部分源程序：主程序：#include"44b.h"#include"44blib.h"#include"def.h"#include"Lcdlib.h"#include"LCDTest.h"#include"glib.h"#include"touch.h"voidAutoTest(void);voidIsr_Init(void);voidHaltUndef(void);voidHaltSwi(void);voidHaltPabort(void);voidHaltDabort(void);#defineM5D(n)((n)&0x1fffff)#defineARRAY_SIZE_COLOR(SCR_XSIZE/1*SCR_YSIZE)#defineHOZVAL(LCD_XSIZE/4-1)#defineHOZVAL_COLOR(LCD_XSIZE*3/8-1)#defineLINEVAL(LCD_YSIZE-1)#defineMVAL(13)#defineCLKVAL_MONO(13)//60Mhz,CLKVAL=19->78.6Hz#defineCLKVAL_G4(9)//40Mhz,CLKVAL=9->110Hz#defineCLKVAL_G16(10)//40Mhz,CLKVAL=10->101Hz//9->112Hz#defineCLKVAL_COLOR(10)//60MhzvoidLcdInit(intcolor);unsignedint(*frameBuffer256)[SCR_XSIZE/4];AAAAAA精品文檔 你我共享#defineMVAL_USED0voidLcd_Init(intdepth){if((U32)frameBuffer256==0){//Thetotalframememoryshouldbeinside4MB.//Forexample,iftotalmemoryis8MB,theframememory//shouldbein0xc000000~0xc3ffffforc400000~c7fffff.//But,thefollowingcodedoesn'tmeetthiscondition(4MB)//ifthecodesize&locationischanged..frameBuffer256=(unsignedint(*)[SCR_XSIZE/4])malloc(ARRAY_SIZE_COLOR);}rLCDCON1=(0)|(2<<5)|(MVAL_USED<<7)|(0x3<<8)|(0x3<<10)|(CLKVAL_COLOR<<12);//disable,8B_SNGL_SCAN,WDLY=8clk,WLH=8clk,rLCDCON2=(LINEVAL)|(HOZVAL_COLOR<<10)|(10<<21);//LINEBLANK=10(withoutanycalculation)rLCDSADDR1=(0x3<<27)|(((U32)frameBuffer256>>22)<<21)|M5D((U32)frameBuffer256>>1);//256-color,LCDBANK,LCDBASEUrLCDSADDR2=M5D((((U32)frameBuffer256+(SCR_XSIZE*LCD_YSIZE))>>1))|(MVAL<<21);rLCDSADDR3=(LCD_XSIZE/2)|(((SCR_XSIZE-LCD_XSIZE)/2)<<9);//Thefollowingvaluehastobechangedforbetterdisplay.rREDLUT=0xfdb96420;rGREENLUT=0xfdb96420;rBLUELUT=0xfb40;rDITHMODE=0x0;rDP1_2=0xa5a5;rDP4_7=0xba5da65;rDP3_5=0xa5a5f;AAAAAA精品文檔 你我共享rDP2_3=0xd6b;rDP5_7=0xeb7b5ed;rDP3_4=0x7dbe;rDP4_5=0x7ebdf;rDP6_7=0x7fdfbfe;rLCDCON1=(1)|(2<<5)|(MVAL_USED<<7)|(0x3<<8)|(0x3<<10)|(CLKVAL_COLOR<<12);//enable,8B_SNGL_SCAN,WDLY=8clk,WLH=8clk,}/****************************************************************MyfirstS3C44B0XApplication***************************************************************/voidMain(void){Port_Init();ChangePllValue(88,6,1); // 晶振10MHz，修改系統(tǒng)主頻為6倍頻(60MHz)rSYSCFG=CACHECFG;Delay(0);Isr_Init();Uart_Init(0,57600);Uart_Select(0);Delay(0);Uart_Printf("\n\n\n\n\n\n\n*************************************************************************\n");Uart_Printf("\n