基于TQ2440和Linux的觸摸屏的驅(qū)動(dòng)研究

嵌入式技術(shù)在工業(yè)和日常生活中變得越來(lái)越普及，觸摸屏作為交互終端已經(jīng)逐漸取代鍵盤成為嵌入式系統(tǒng)的輸入設(shè)備。使用TQ2440開(kāi)發(fā)板，通過(guò)對(duì)嵌入式Linux內(nèi)核中觸摸屏驅(qū)動(dòng)的研究，編寫和移植了觸摸屏的驅(qū)動(dòng)程序，校準(zhǔn)之后觸摸屏可以正常使用。

隨著信息查詢技術(shù)的發(fā)展，觸摸屏因具有堅(jiān)固耐用、反應(yīng)速度快、節(jié)省空間、易于交流等優(yōu)點(diǎn)，而得到了廣泛應(yīng)用[1]。觸摸屏作為一種新興的電腦輸入設(shè)備，是目前最簡(jiǎn)單、方便的一種人機(jī)交互設(shè)備。

1 硬件簡(jiǎn)介

1.1 TQ2440開(kāi)發(fā)板簡(jiǎn)介

天嵌公司生產(chǎn)的TQ2440開(kāi)發(fā)板，微處理器采用Samsung S3C2440AL，板載64 MB SDRAM、256 MB Nand Flash、2 MB Nor Flash，板載5線異步串行口(UART0)、100 Mb/s DM9000網(wǎng)卡、USB HOST接口、USB Device接口和一個(gè)SD卡接口，集成了4線電阻式觸摸屏接口和JTAG接口等，音頻接口采用芯片UDA1341，立體聲音頻輸出，可錄音。

1.2 S3C2440處理器簡(jiǎn)介

S3C2440是由三星公司推出的16/32 bit RISC微處理器，最高主頻可達(dá)533 MHz，為手持設(shè)備和一般類型應(yīng)用提供了低價(jià)格、低功耗、高性能小型微控制器的解決方案。處理器內(nèi)部集成SDRAM控制器、LCD控制器、4通道DMA、3通道UART、I2C總線、I2S總線、SD接口、PWMtimer、觸摸屏接口、8通道10 bit A/D控制器和camera接口等，很便于一般開(kāi)發(fā)。

1.3 觸摸屏

按照觸摸屏的工作原理和傳輸信息的介質(zhì)一般可分為4種，分別為電阻式、紅外線式、電容感應(yīng)式以及表面聲波式。本次設(shè)計(jì)采用的是東華3.5英寸觸摸屏，為4線電阻式觸摸屏。具體參數(shù)為:型號(hào): WXCAT35-TG3＃001F；尺寸：103 mm×83 mm；顯示面積：70.08 mm（H）×52.56 mm（V）；顯示顏色：16.7兆色分辨率；對(duì)比度：300:1；亮度：320 cd/m2；電源：5 V電壓供電。

電阻式觸摸屏利用壓力感應(yīng)進(jìn)行控制，由觸摸檢測(cè)部件和觸摸屏控制器組成。觸摸檢測(cè)部件安裝在顯示器屏幕前面，用于檢測(cè)用戶觸摸位置，并將觸摸位置信息送到觸摸屏控制器；觸摸屏控制器的主要作用是從觸摸點(diǎn)檢測(cè)裝置上接收觸摸信息，并將它轉(zhuǎn)換成觸點(diǎn)坐標(biāo)，再送給CPU，它同時(shí)能接收來(lái)自CPU的命令并加以執(zhí)行。觸摸屏的屏體部分是一塊與顯示器表面非常配合的多層復(fù)合薄膜，由一層玻璃或有機(jī)玻璃作為基層，表面涂有一層透明的導(dǎo)電層氧化銦（OTI），上面再覆蓋有一層外表面硬化處理、光滑防刮的塑料層，它的內(nèi)表面也涂有一層OTI，在兩層導(dǎo)電層之間有許多細(xì)小(小于1/1 000)的透明隔離點(diǎn)把它們隔開(kāi)絕緣。當(dāng)手指接觸屏幕時(shí)，兩層OTI導(dǎo)電層將出現(xiàn)一個(gè)接觸點(diǎn)，因其中一面導(dǎo)電層接通Y軸方向的5 V均勻電壓場(chǎng)，使得偵測(cè)層的電壓由零變?yōu)榉橇悖刂破鱾蓽y(cè)到這個(gè)接通數(shù)據(jù)后，進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換，并將得到的電壓值與5 V相比較，即可得出觸摸點(diǎn)的Y軸坐標(biāo)。同理可得出X軸的坐標(biāo)。

S3C2440的觸摸屏接口包括觸摸觸點(diǎn)控制邏輯和有中斷產(chǎn)生邏輯的ADC接口邏輯，可以控制或選擇觸摸屏觸點(diǎn)用于XY坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換。觸摸屏接口為了完成相應(yīng)的工作，具有4種工作模式[2]：

(1)正常轉(zhuǎn)換模式：此模式與通用的AD轉(zhuǎn)換模式相似，可以在ADCCON(ADC控制寄存器)中設(shè)置，在ADCDAT0(ADC數(shù)據(jù)寄存器0)中完成數(shù)據(jù)讀寫。

(2)X/Y坐標(biāo)各自轉(zhuǎn)換：觸摸屏控制器支持兩種轉(zhuǎn)換模式，X/Y坐標(biāo)各自轉(zhuǎn)換與X/Y坐標(biāo)自動(dòng)轉(zhuǎn)換。各自轉(zhuǎn)換是在X模式下，將X坐標(biāo)寫入ADCDAT0后產(chǎn)生中斷；在Y模式下，將Y坐標(biāo)寫入ADCDAT1后產(chǎn)生中斷。

(3)X/Y坐標(biāo)自動(dòng)轉(zhuǎn)換：在此模式下，觸摸屏控制器先后轉(zhuǎn)換觸摸點(diǎn)的X坐標(biāo)與Y坐標(biāo)。當(dāng)X坐標(biāo)與Y坐標(biāo)都轉(zhuǎn)換完成時(shí)，中斷控制器產(chǎn)生中斷。

(4)等待中斷模式：當(dāng)觸摸筆按下時(shí)，觸摸屏產(chǎn)生中斷(INT_TC)。等待中斷模式必須將寄存器rADCTSC設(shè)置為0xd3；在觸摸屏控制器產(chǎn)生中斷以后，必須將此模式清除。

如果GCLK是50 MHz且預(yù)分頻器的分頻值設(shè)置為49 MHz，10 bit的轉(zhuǎn)換時(shí)間按下式計(jì)算：

A/D轉(zhuǎn)換頻率=50 MHz/(49+1)MHz=1 MHz

轉(zhuǎn)換時(shí)間=1/(1 MHz/5個(gè)周期)=1/200 kHz=5 ?滋s，可見(jiàn)轉(zhuǎn)換時(shí)間很短。