基于手持多媒體終端的人機(jī)接口實(shí)現(xiàn)

1 LCD顯示設(shè)計(jì) 　　

1.1接口框架 　　

本終端設(shè)計(jì)中包含的人機(jī)接口為鍵盤、觸摸屏以及LCD顯示屏，圖1所示是其接口結(jié)構(gòu)框架。在下面的章節(jié)中將對(duì)各功能模塊分別進(jìn)行介紹。

1.2 LCD控制器 　　

本設(shè)計(jì)中的LCD控制器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。圖中，VSYNC信號(hào)是垂直同步信號(hào)(也稱幀同步信號(hào))，用來(lái)指示新的一幀圖像的開(kāi)始；HSYNC信號(hào)是水平同步信號(hào)(或行同步信號(hào))，用來(lái)給出新的一行掃描信號(hào)的開(kāi)始：Ac-bias為使能信號(hào)。本控制器中每行的點(diǎn)陣數(shù)和行數(shù)均可編程，并可分別由寄存器timing 0和timing 1來(lái)控制。本系統(tǒng)選用的TFT為samsung的LTV350QV_FOE，它采用320×240像素液晶輸出方式。

1.3 LCD的驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn) 　　

幀緩沖設(shè)備屬于字符設(shè)備，其目的是通過(guò)配置寄存器在一段制定的內(nèi)存與LCD間建立一個(gè)自動(dòng)傳輸通道。這樣，任何程序只要修改這段內(nèi)存中的數(shù)據(jù)，就可改變LCD上的顯示內(nèi)容。幀緩沖設(shè)備驅(qū)動(dòng)也采用“文件層-驅(qū)動(dòng)層”的接口方式。

framebuffer驅(qū)動(dòng)的最重要結(jié)構(gòu)體就是fb_info，它記錄了幀緩沖設(shè)備，即當(dāng)前顯卡的全部信息，包括設(shè)備的參數(shù)、狀態(tài)以及操作函數(shù)指針等。每一個(gè)幀緩沖設(shè)備都必須對(duì)應(yīng)一個(gè)這樣的結(jié)構(gòu)體。

幀緩沖設(shè)備對(duì)應(yīng)的設(shè)備文件為／dev／fb。如果系統(tǒng)有多個(gè)顯卡，Linux還可支持多個(gè)幀緩沖設(shè)備，最多可達(dá)32個(gè)，分別為／dev／fb0～／dev／fb31，而／dev／fb則為當(dāng)前缺省的幀緩沖設(shè)備，通常指向／dev／fb0。當(dāng)然，在嵌入式系統(tǒng)中，通常支持一個(gè)顯示設(shè)備就夠了。幀緩沖設(shè)備為標(biāo)準(zhǔn)字符設(shè)備，主設(shè)備號(hào)為29，次設(shè)備號(hào)為0到31，分別對(duì)應(yīng)／dev／fb0～／dev／fb31。因此，顯示模塊加載過(guò)程中通常包含以下幾個(gè)步驟： 　　

(1)分配dma地址； 　　

(2)初始化結(jié)構(gòu)體； 　　

(3)初始化硬件，配置相應(yīng)寄存器； 　　

(4)申請(qǐng)中斷； 　　

(5)注冊(cè)frame buffer設(shè)備。

在文件層次上，Linux為其定義了讀操作、寫操作、映射操作、打開(kāi)操作和關(guān)閉操作等，其定義代碼如下：

file_operations結(jié)構(gòu)中的open()和release()操作不需底層支持，而read、write接口和普通的字符驅(qū)動(dòng)沒(méi)什么不同，只是讀寫的對(duì)象變?yōu)閒ramebuffer。是純粹的內(nèi)存操作。由于Linux工作在保護(hù)模式，每個(gè)應(yīng)用程序都有自己的虛擬地址空間，而在應(yīng)用程序中不能直接訪問(wèn)物理緩沖區(qū)地址，為此，linux在文件操作file_operations結(jié)構(gòu)中提供了mmap函數(shù)，通?？蓪⑽募膬?nèi)容映射到用戶空間。而對(duì)于幀緩沖設(shè)備，則可通過(guò)映射操作將屏幕緩沖區(qū)的物理地址映射到用戶空間的一段虛擬地址中，之后，用戶就可通過(guò)讀寫這段虛擬地址來(lái)訪問(wèn)屏幕緩沖區(qū)。實(shí)際上，使用幀緩沖設(shè)備的應(yīng)用程序都是通過(guò)映射操作來(lái)顯示圖形。

2觸摸屏輸入設(shè)計(jì) 　　

2.1觸摸屏芯片ADS7843 　　

ADS7843是TI公司生產(chǎn)的四線電阻觸摸屏轉(zhuǎn)換接口芯片。它是一款具有同步串行接口的12位取樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器。其中引腳X+、Y+、X-、Y-是轉(zhuǎn)換器模擬輸入端；DCLK是外部時(shí)鐘輸入；CS是片選端；DIN是串行輸入，控制數(shù)據(jù)可通過(guò)該引腳輸入；DOUT是串行數(shù)據(jù)輸出，可用于輸出轉(zhuǎn)換后的觸摸位置數(shù)據(jù)；IN3、IN4是輔助輸入；PENIRQ是PEN中斷引腳。

本設(shè)計(jì)主要通過(guò)MCSI接口來(lái)實(shí)現(xiàn)與ADS7843的命令、數(shù)據(jù)的串行輸入輸出，并通過(guò)KB.C引腳復(fù)用成GPIO，然后實(shí)現(xiàn)PENIRQ與BUSY信號(hào)的中斷觸發(fā)。圖3所示是ADS7843連接到OMAP5912的接口電路圖。

2.2觸摸屏驅(qū)動(dòng) 　　

由于本設(shè)計(jì)是由DSP側(cè)的MCSI接口來(lái)發(fā)送命令和讀取觸摸屏數(shù)據(jù)，而由ARM側(cè)的操作系統(tǒng)將數(shù)據(jù)傳遞至界面程序進(jìn)行處理，所以，本驅(qū)動(dòng)程序應(yīng)用MAILBOX雙核通信來(lái)實(shí)現(xiàn)中間的傳遞。

ARM側(cè)的處理流程如下： 　　

(1)ARM側(cè)的MAILBOX中斷； 　　

(2)由MAILBOX中斷服務(wù)程序從數(shù)據(jù)寄存器DSP2ARM和命令寄存器DSP2ARM2B讀取X、Y，并將其封裝成觸摸屏返回結(jié)構(gòu)TS_RET，最后通過(guò)寫指針寫入隊(duì)列； 　　

(3)由應(yīng)用程序通過(guò)讀指針讀取數(shù)據(jù)并進(jìn)行相應(yīng)處理。

驅(qū)動(dòng)程序中有下面兩個(gè)比較重要的結(jié)構(gòu)：

3鍵盤輸入設(shè)計(jì) 　　

OMAP5912可以支持鍵盤專用的8×8 I／O接口以及KB.R[7：0]和KB.C[7：0]。其中KBR_LATCH為鍵盤行輸入，KBC_REG為鍵盤列輸出，通過(guò)對(duì)這兩個(gè)寄存器進(jìn)行讀寫，可以進(jìn)行行、列的掃描。本設(shè)計(jì)為了節(jié)省系統(tǒng)資源，提高使用效率，因而采用中斷和掃描相結(jié)合的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)3×3鍵盤驅(qū)動(dòng)。

當(dāng)按鍵中斷產(chǎn)生時(shí)，為了消除抖動(dòng)，先不判斷按鍵值，而是啟動(dòng)定時(shí)器，并在定時(shí)器中斷中讀取鍵值。讀取鍵值的過(guò)程是首先判斷行線，然后通過(guò)列掃描碼來(lái)確定按鍵值。

下面給出的是鍵盤中斷服務(wù)程序：

定時(shí)器中斷服務(wù)程序如下：

下面是掃描程序：

4結(jié)束語(yǔ) 　　

本文介紹了OMAP5912平臺(tái)下人機(jī)接口的驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)方法，完成后的驅(qū)動(dòng)程序可在MontavistaLinux操作系統(tǒng)下正常運(yùn)行，因而對(duì)于在此平臺(tái)下開(kāi)發(fā)其他設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序具有一定的啟發(fā)作用。OMAP開(kāi)放式多媒體應(yīng)用平臺(tái)也為今后系統(tǒng)的拓展預(yù)留了足夠的空間，相信該系統(tǒng)會(huì)具有巨大的市場(chǎng)潛力。