嵌入式ARM下的觸摸屏驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計研究

文章首先介紹了觸摸屏的實現(xiàn)原理，然后介紹了觸摸屏芯片AD7873的特性，在此基礎(chǔ)上設(shè)計了ad7873與i.MX27和觸摸屏的連接PCB圖，最后依照硬件連接圖設(shè)計了嵌入式Linux下的驅(qū)動，并成功通過了tclib觸摸屏專業(yè)測試軟件的測試，在家庭智能網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的測試中也成功運行，實現(xiàn)了從硬件到軟件的嵌入式下觸摸屏的驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計。

1引言

隨著計算機技術(shù)的發(fā)展和普及，觸摸屏技術(shù)得到了越來越廣泛應(yīng)用，在各種手持設(shè)備中，如手機、MP4、掌上游戲機、掌上PDA等，由于其方便、舒適，使其完全擺脫了鍵盤和鼠標(biāo)的束縛，使人機交互更為直截了當(dāng)。而在微軟最新開發(fā)的windows7操作系統(tǒng)中，就有其值得驕傲并加以推廣的多點觸摸技術(shù)，并成為一大賣點。可見，觸摸屏技術(shù)引起了上到微軟，下到普通老百姓的關(guān)注。而在我們的日常生活中，無論你是在商場購物，還是在銀行存取款，觸摸式的自動服務(wù)器將能為你提供了方便快捷的服務(wù)。這里通過對觸摸屏原理的理解和分析，成功的設(shè)計出了CPU與觸摸屏芯片之間的硬件連接，并依照硬件和驅(qū)動設(shè)計的原理，設(shè)計出了基于嵌入式Linux和飛思卡爾i.MX27芯片以及AD7873觸摸屏芯片的驅(qū)動程序，并成功移植到內(nèi)核中，實現(xiàn)了家庭控制器系統(tǒng)的觸摸技術(shù)。

2硬件系統(tǒng)的構(gòu)成

2.1電阻式觸摸屏原理。

電阻式觸摸屏是一種傳感器，它將矩形區(qū)域中觸摸點（X,Y）的物理位置轉(zhuǎn)換為代表X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)的電壓。當(dāng)觸摸屏表面受到的壓力（如通過筆尖或手指進行按壓）足夠大時，頂層與底層之間會產(chǎn)生接觸。所有的電阻式觸摸屏都采用分壓器原理來產(chǎn)生代表X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)的電壓。如圖1所示，分壓器是通過將兩個電阻進行串聯(lián)來實現(xiàn)的。上面的電阻（R1）連接正參考電壓（VREF），下面的電阻（R2）接地。兩個電阻連接點處的電壓測量值與下面那個電阻的阻值成正比。為了在電阻式觸摸屏上的特定方向測量一個坐標(biāo)，需要對一個阻性層進行偏置：將它的一邊接VREF,另一邊接地。

同時，將未偏置的那一層連接到一個ADC的高阻抗輸入端。當(dāng)觸摸屏上的壓力足夠大，使兩層之間發(fā)生接觸時，電阻性表面被分隔為兩個電阻。它們的阻值與觸摸點到偏置邊緣的距離成正比。觸摸點與接地邊緣之間的電阻相當(dāng)于分壓器中下面的那個電阻。因此，在未偏置層上測得的電壓與觸摸點到接地邊之間的距離成正比。

圖1原理示意圖

2.2AD7873介紹及與系統(tǒng)硬件原理

AD7873是一款12位逐次逼近型ADC,具有同步串行接口以及用于驅(qū)動觸摸屏的低導(dǎo)通電阻開關(guān)，采用2.2V至5.25V單電源供電，吞吐量大于125KBPS.

AD7873可用于電池測量、溫度測量和觸摸壓力測量，還具有一個2.5V片上基準(zhǔn)電壓源，可用于輔助輸入、電池監(jiān)控器和溫度測量等模式。不使用時，可關(guān)斷內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源以降低功耗。也可以使用外部基準(zhǔn)電壓，并可在1V至VCC范圍內(nèi)變化，模擬輸入范圍為0V至VREF.這款器件具有關(guān)斷模式，此模式下功耗不足1μA。