基于TQ2440和Linux的觸摸屏的驅(qū)動研究

嵌入式技術(shù)在工業(yè)和日常生活中變得越來越普及，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開發(fā)板，通過對嵌入式Linux內(nèi)核中觸摸屏驅(qū)動的研究，編寫和移植了觸摸屏的驅(qū)動程序，校準之后觸摸屏可以正常使用。

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

1 硬件簡介

1.1 TQ2440開發(fā)板簡介

天嵌公司生產(chǎn)的TQ2440開發(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533 MHz，為手持設(shè)備和一般類型應用提供了低價格、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、電容感應式以及表面聲波式。本次設(shè)計采用的是東華3.5英寸觸摸屏，為4線電阻式觸摸屏。具體參數(shù)為:型號: 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進行控制，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，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檢測裝置上接收觸摸信息，并將它轉(zhuǎn)換成觸點坐標，再送給CPU，它同時能接收來自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合薄膜，由一層玻璃或有機玻璃作為基層，表面涂有一層透明的導電層氧化銦（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，在兩層導電層之間有許多細小(小于1/1 000)的透明隔離點把它們隔開絕緣。當手指接觸屏幕時，兩層OTI導電層將出現(xiàn)一個接觸點，因其中一面導電層接通Y軸方向的5 V均勻電壓場，使得偵測層的電壓由零變?yōu)榉橇?，控制器偵測到這個接通數(shù)據(jù)后，進行 A/D轉(zhuǎn)換，并將得到的電壓值與5 V相比較，即可得出觸摸點的Y軸坐標。同理可得出X軸的坐標。

S3C2440的觸摸屏接口包括觸摸觸點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用于XY坐標的轉(zhuǎn)換。觸摸屏接口為了完成相應的工作，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坐標各自轉(zhuǎn)換：觸摸屏控制器支持兩種轉(zhuǎn)換模式，X/Y坐標各自轉(zhuǎn)換與X/Y坐標自動轉(zhuǎn)換。各自轉(zhuǎn)換是在X模式下，將X坐標寫入ADCDAT0后產(chǎn)生中斷；在Y模式下，將Y坐標寫入ADCDAT1后產(chǎn)生中斷。

(3)X/Y坐標自動轉(zhuǎn)換：在此模式下，觸摸屏控制器先后轉(zhuǎn)換觸摸點的X坐標與Y坐標。當X坐標與Y坐標都轉(zhuǎn)換完成時，中斷控制器產(chǎn)生中斷。

(4)等待中斷模式：當觸摸筆按下時，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且預分頻器的分頻值設(shè)置為49 MHz，10 bit的轉(zhuǎn)換時間按下式計算：

A/D轉(zhuǎn)換頻率=50 MHz/(49+1)MHz=1 MHz

轉(zhuǎn)換時間=1/(1 MHz/5個周期)=1/200 kHz=5 ?滋s，可見轉(zhuǎn)換時間很短。