【正文】 15參考文獻16附錄A 驅動源程序17附錄B 英文資料22附錄C 英文資料翻譯31西安文理學院本科畢業(yè)設計（論文）第一章 緒論 畢業(yè)設計目的隨著多媒體信息的與日俱增，傳統(tǒng)的人機交互的速度已經(jīng)不能滿足需求，傳統(tǒng)的人機交流是通過鍵盤或鼠標來實現(xiàn)的。信息交換的速度比較慢，而且要求操作者具有一定的專業(yè)知識。這將使信息交流的目的大打折扣。觸摸屏因方便靈活、節(jié)省空間、直觀等特點，作為嵌入式系統(tǒng)的輸入設備，已取代鍵盤，越來越受到各種終端產(chǎn)品商的重視。 基于 Linux 的嵌入式系統(tǒng)目前獲得到了廣泛應用，在嵌入式 Linux 核心層的開發(fā)中，設備驅動分為字符設備、塊設備和網(wǎng)絡接口設備，觸摸屏驅動屬于字符設備，但它也可以被納入input輸入子系統(tǒng)的框架下。通過畢業(yè)設計的驅動程序開發(fā)，也希望能對國家在這方面的發(fā)展做出自己的一點貢獻。 本論文介紹了觸摸屏的分類和原理，接著概要介紹嵌入式系統(tǒng)的相關原理理論，然后詳細介紹了整個系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境，最后對整個觸摸屏驅動系統(tǒng)進行了分析，討論了系統(tǒng)具體實現(xiàn)。 畢業(yè)設計環(huán)境 硬件環(huán)境為PC機一臺，GT2440開發(fā)板一套（，分辨率為320X240的4線式電阻屏），CPU處理器采用三星S3C2440A 主頻400，最高能達到533 MHZ，內存為64M SDRAM，存儲為256M Nand Flash、2M Nor Flash，支持Linux ； ， 畢業(yè)設計總體要求 ，配置網(wǎng)絡文件系統(tǒng)NFS，搭建交叉編譯環(huán)境，完成觸摸屏的驅動程序和應用程序的開發(fā)。第二章　方案設計 開發(fā)板的處理器是基于ARM 920T 核心的S3C2440A，它集成了眾多外圍設備，其中包括4線電阻式觸摸屏控制器，8路模擬輸入通道。在8路A/D轉換通道中，A[7]和A[5]作為觸摸屏的X，Y坐標的采集通道。 觸摸屏接線圖 S3C2440提供了nYPON，YMON，nXPON和XMON信號直接作為觸摸屏的控制信號，通過其控制外部晶體管的打開與關閉實現(xiàn)觸摸屏的引腳狀態(tài)的切換。 ADC和觸摸屏接口介紹 10位COMS的ＡＤＣ是有８通道模擬輸入的循環(huán)類型設備，轉換時種下達到500KSPS，ＡＤ轉化器支持片上采樣和保存功能及掉電模式。 觸摸屏接口可以控制或選擇觸摸屏觸點用于ＸＹ坐標的轉換，觸摸屏接口包括觸摸點控制邏輯和有中斷產(chǎn)生邏輯的ＡＤＣ接口邏輯。下圖為ＡＤ轉換器和觸摸屏接口的功能模塊圖，注意ＡＤ轉換器設備是一個循環(huán)類型。(1)　ADC特點 分辨率：12位；最大轉換率：500KSPS；供電電壓：；輸入模擬電壓范圍：0～。(2)　觸摸屏接口模式 ①　正常轉換模式 單個轉化模式可能是使用在通用目的的ADC轉換。該模式可以通過設置ADCCON（ＡＤＣ控制寄存器）來初始化并且完成對ADCDATE0的讀寫操作（ADC數(shù)據(jù)寄存器0）。 ② 分離XY坐標轉換模式 觸摸屏控制器可以在兩種轉換模式中的一種模式下操作。分離的XY坐標轉換器模式由以下方法操作。X坐標模式寫X坐標轉換數(shù)據(jù)到ADCDAT0，觸摸屏皆苦產(chǎn)生中斷源到中斷控制器；Y坐標模式寫Y坐標轉換數(shù)據(jù)到ADCDAT1，觸摸屏皆苦產(chǎn)生中斷源到中斷控制器。 ③ 自動（連續(xù)）XY坐標轉換模式 自動（連續(xù)）XY坐標轉換模式是如下操作，觸摸屏控制器連續(xù)的轉換X坐標和Y坐標。在觸摸屏控制器寫X測量數(shù)據(jù)到ADCDAT0且寫Y測量數(shù)據(jù)到ADCDAT1后，觸摸屏接口產(chǎn)生中斷源到自動坐標模式下的中斷控制器。 ④ 等待中斷模式 當光標按下，觸摸屏控制器產(chǎn)生中斷信號（INC_TC）。觸摸屏控制器的等待中斷模式必須設定為觸摸屏接口中觸點的狀態(tài)（XP，XM，YP，ＹＭ）。 在觸摸屏控制器產(chǎn)生中斷信號（INC_TC），等待中斷模式必須要被消除。（XY_PST設置到無操作模式）(2)　ADC及觸摸屏接口特殊控制器①　ADC控制寄存器（ADCCON） ADC控制寄存器②　ADC觸摸屏控制寄存器 ADC觸摸屏控制寄存器③ ADC開始延時寄存器 ADC開始延時寄存器④ ADC轉換數(shù)據(jù)寄存器0 ADC轉換數(shù)據(jù)寄存器0⑤ ADC轉換數(shù)據(jù)寄存器1 ADC轉換數(shù)據(jù)寄存器1⑥ ADC觸摸屏起落中斷檢測寄存器 ADC觸摸屏起落中斷檢測寄存器 電阻式觸摸屏的工作原理 由于本次畢業(yè)設計采用電阻觸摸屏，所以重點介紹四線式電阻觸摸屏 觸摸屏系統(tǒng)是一種人機交互設備，其結構如圖１，將觸摸屏安裝在LCD顯示屏上，配以相應的控制電路對觸摸屏和LCD進行控制，用戶通過觸摸操作就可以實現(xiàn)同觸摸屏系統(tǒng)相連接的設備進行信息交互。設計采用四線電阻式接觸屏，包含兩層透平，均勻導電的ITO層，分別作為X電極和Y電極，它們之間由細微絕緣點隔開。X電極和Y電極的正負端由“導電條”分別從兩端引出，且X電極和Y電極導電條的位置相互垂直，引出端X，X+，Y，Y+共4條線。 觸摸屏原理 觸摸屏的觸摸示意圖 當有物體接觸觸摸屏表面并施以一定的壓力時，上層的ITO導電層發(fā)生形變與下層ITO發(fā)生接觸，形成可等效為圖2的分壓電路。控制器通過下述方法即可確定觸摸點位置： ① 在X+電極施加驅動電壓，X電極接地，Y+作為引出端測量得到接觸點的電壓，觸點電壓與驅動電壓之比等于觸點X坐標與屏寬度之比，得到X坐標。 ② 在Y+電極施加驅動電壓，Y電極接地，X+作為引出端測量得到接觸點的電壓，觸點電壓與驅動電壓之比等于觸點Y坐標與屏寬度之比，得到Y坐標。 因此，計算觸摸點的坐標首先需要對觸摸屏的引腳電平進行切換控制，使其處于合適的坐標。然后通過ＡＤＣ轉換采集到的接觸點電壓值，進行相應的計算。 觸摸屏等效電路圖 軟件平臺使用Linux操作系統(tǒng)自帶的Vi文本編輯器。 軟件簡介 Vi是Linux系統(tǒng)的第一個全屏幕交互式編輯程序，它從誕生至今一直得到廣大用戶的青睞，歷經(jīng)數(shù)十年仍然是人們只要使用的文本編輯工具，足見其生命力之強，而強大的生命力是其強大的功能帶來的。 Vi有三種模式，分別是命令行模式、插入模式及低行模式。 命令行模式：在該模式中可以通過上下移動光標進行“刪除字符”或“整行刪除”燈操作，也可以進行“復制”、“粘貼”等操作，但無法編輯文字。 插入模式：只有在該模式下，用戶才能進行文字編輯和輸入，用戶可按【Esc】鍵回到命令行模式。低行模式：在該模式下，光標位于屏幕的低行。用戶可以進行文件保存或退出操作，也可以設置編輯環(huán)境。 軟件基本操作 (1).進入Vi，即在命令行下輸入Vi 文件名。此時進入的是命令模式，光標位于屏幕的上方。 (2).在命令行模式下輸入i進入插入模式?？梢钥闯?，在屏幕底部顯示有“插入”字樣表示插入模式，在該模式下可以輸入文字信息。 (3).最后按“【Esc】”，則當前模式轉入命令行模式，并在低行中輸入“：wq”進入低行模式。wq(存盤保存)，q(退出Vi)，q！(強制退出)等。 嵌入式驅動程序基礎(1)設備驅動程序概述 ① 設備文件 嵌入式Linux的一個重要特點就是將所有的設備都當做文件進行處理，所以設備驅動程序也就是設備文件。設備文件分為三類：字符型設備文件、塊設備文件或網(wǎng)絡接口設備文件。 字符設備文件通常指不需要緩沖就能夠直接讀寫的設備，它們以字節(jié)為單位進行讀寫。 塊設備文件通常指僅能以塊為單位讀寫的設備，一般塊的大小為512字節(jié)的整數(shù)倍。 網(wǎng)絡接口設備文件通常指網(wǎng)絡設備訪問的接口。 ② 設備驅動程序和用戶應用程序設備驅動程序可以理解為操作系統(tǒng)的一部分，它的作用就是讓操作系統(tǒng)能正確識別和使用設備。對于不同的硬件設備，其對應的設備驅動程序也是不同的。設備驅動程序與用戶應用程序是不同的，設備驅動程序是用戶應用程序與硬件設備之間的一個中間軟件層。設備驅動程序運行在內核空間，而用戶應用程序則運行在用戶空間。嵌入式操作系統(tǒng)通過系統(tǒng)調用和硬件中斷來完成從用戶空間到內核空間的控制轉移。(2)設備驅動程序的加載過程 ① 設備號 嵌入式Linux系統(tǒng)通過設備號來區(qū)分不同設備，設備號分為主設備(0~255)和次設備。一般在/proc目錄下的devices文件中記錄了系統(tǒng)中處于活動狀態(tài)的設備的主設備號。 ② 設備進入點 對每個設備都要定義一個設備進入點，該設備進入點的名稱稱為設備名。 使用mknod命令在文件系統(tǒng)中創(chuàng)建一個設備進入點。命令格式為：mknod /dev/設備名 type major minor type為設備類型，c為字符設備；b為塊設備。 命令為：Mknod /dev/ts_driver c 255 o③ 加載設備驅動程序 加載設備驅動程序： insmod 命令為：insmod 查看當前加載了哪些設備驅動程序： lsmod –l 卸載設備驅動程序： rmmod ④ 設備驅動程序加載與卸載的工作過程 在用戶空間通過命令insmod向內核空間加載設備驅動程序模塊，此時程序的入口點是初始化函數(shù)init_module（），在該函數(shù)中完成設備的注冊。完成設備注冊加載之后，系統(tǒng)將設備驅動加載到內核中，在用戶空間的用戶應用程序就可以通過調用驅動程序的功能接口函數(shù)對該設備進行操作。設備用完之后，可以再用戶空間通過移除已加載的驅動設備命令rmmod將設備卸載，此時的入口點是cleanup_module函數(shù)，在該函數(shù)中完成設備的卸載。 第三章 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境的搭建絕大多數(shù)的軟件開發(fā)都是以本地編譯方式進行的，即在本機上開發(fā)編譯、本機上運行的方式。但是，由于開發(fā)板上沒有足夠的資源來運行開發(fā)工具和調試工具。因此嵌入式系統(tǒng)軟件的開發(fā)通常采用交叉編譯的方式。所謂交叉編譯，就是指在一個硬件平臺上生成可以在另一個不同硬件平臺上執(zhí)行的代碼。 建立交叉編譯環(huán)境 ，然后進入該目錄，執(zhí)行解壓命令： mv /optcd /tmp tar xvzf –C 然后再運行如下命令： gedit /root/.bashrc 在打開的文件的末尾加上如下內容： export PATH=$PATH:/opt/usr/locla/arm/ 然后保存退出 重新登錄Redhat系統(tǒng)，使以上設置生效，在命令行輸入armlinuxgcc –v，會出現(xiàn)armlinuxgcc的版本號，這說明交叉編譯環(huán)境已經(jīng)安裝成功。 配置超級終端 超級終端程序通常位于windows系統(tǒng)的“開始程序附件通訊”中，選擇運行該程序，一般會彈出提示窗口，詢問你是否將HyperTerminal作為默認的telnet程序，此時選擇“否”。 接下來彈出來的窗口，選擇“取消”。 此時系統(tǒng)提示“您確定要取消嗎?”,選擇“是”，接著點擊提示窗口的“確定”，進入下一步。 超級終端會要求你為新的連接取個新的名字，我在配置的時候取的是“tty”。 當你命名完以后，又會跳出一個對話框，選擇開發(fā)板的串口，我選擇的是串口4. 最后一步，最重要的一步，數(shù)據(jù)流控制必須選擇“無”，另外板子的串口波特率設為115200。 當所有的參數(shù)都設置好后，超級終端就配置好了。 配置網(wǎng)絡文件系統(tǒng)NFS服務 在配置NFS服務之前，先使用查看一下Linux系統(tǒng)在安裝的時候是否已經(jīng)安裝了NFS服務，方法如下：輸入命令setup，然后在出現(xiàn)的藍色窗口中選擇System services，進入后，如果看到選項前的中括號有“*”,表示已經(jīng)被選中，如果沒有，就表示沒選中；現(xiàn)在選中NFS服務，去掉iptables，然后保存退出。 接下來運行命令 gedit /etc/exports 在打開的NFS服務的配置文件中添加以下內容： /home/share (rw,sync,no_root_squash) 其中：/home/share表示NFS共享目錄，它可以作為開發(fā)板的根文件系統(tǒng)，注意IP地址前有空格。（這里的IP地址可以用*代替，表示所有的客戶機都可以掛載次 目錄）rw表示掛載次目錄的客戶機多該目錄有讀寫的權力sync：數(shù)據(jù)同步寫入內存和硬盤，也可以使用async，此時數(shù)據(jù)會先暫存于內存中，而不立即寫入硬盤no_root_squash表示允許掛載次目錄的客戶機有該主機的root身份然后保存退出。最后使用/etc/，再用/etc/。第四章 嵌入式設備驅動程序開發(fā) Linux輸入子系統(tǒng)介紹 在Linux中，輸入子系統(tǒng)是由輸入子系統(tǒng)設備驅動、輸入子系統(tǒng)核心層（Input