【正文】 形與參照波形完全一樣。玻璃屏的四個(gè)周邊刻有45度角由疏到密間隔非常精密的反射條紋。這種觸摸屏價(jià)錢較高，不受電流、靜電干擾，安裝方便。但是采用耦合電容這種方式不穩(wěn)定，會(huì)產(chǎn)生觸點(diǎn)的“飄逸”。玻璃瓶的內(nèi)表面和夾層各涂有這兩層IT0導(dǎo)電層的功能不同，內(nèi)層IT0作為屏蔽層，以保證良好的工作環(huán)境，夾層IT0涂層作為檢測(cè)定位的工作層，在四個(gè)角或四條邊上引出四個(gè)電極。有觸摸后分時(shí)檢測(cè)內(nèi)層IT0（銦錫氧化物）接觸點(diǎn)X軸和Y軸電壓值的方法測(cè)得觸摸點(diǎn)的位置。五線電阻觸摸屏的基層是把豎直和水平方向的兩個(gè)電壓長(zhǎng)通過(guò)精密的電阻網(wǎng)絡(luò)加在玻璃的導(dǎo)電層上。1 . 2 . 1 電阻式觸摸屏 電阻式觸摸屏又分為四線電阻觸摸和五線電阻觸摸，四線電阻觸摸屏的兩層透明導(dǎo)電層的都加上5V的恒定電壓，這兩層導(dǎo)電層分別引出分管數(shù)值和水平觸摸點(diǎn)兩根導(dǎo)線。現(xiàn)在這種情況已經(jīng)得到了很大的改善，也正是由于這種改進(jìn)掀起了觸摸屏應(yīng)用的浪潮。由于模式識(shí)別，計(jì)算機(jī)等技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在聯(lián)機(jī)漢字輸入系統(tǒng)已經(jīng)比較成熟，不少產(chǎn)品已成功的應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)生活當(dāng)當(dāng)中，并得到良好的反響。這兩種輸入法都是通過(guò)吧漢字分解為字根，這些字跟對(duì)應(yīng)不同的字母按鍵，通過(guò)這種編碼方式來(lái)獲得對(duì)漢字的輸入。但如果我們使用的電子產(chǎn)品輸入設(shè)備是觸摸屏，我們就會(huì)更傾向于采用手寫輸入。觸摸屏輸入使得人機(jī)互交僅僅依靠手指觸摸完成操作，操作簡(jiǎn)便直觀，而且就愛(ài)你姑耐用，節(jié)省空間。比如銀行的查詢系統(tǒng)，ATM取款機(jī)，高檔手機(jī)上的手寫輸入法以及各種手寫板都是這方面的產(chǎn)品。測(cè)試結(jié)果表明：WinCE ，并能滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)性要求。詳細(xì)分析了WinCE Bootloader的工作原理和架構(gòu)，根據(jù)觸摸屏系統(tǒng)的功能需要和硬件資源分配，設(shè)計(jì)了觸摸屏設(shè)備的Bootloader并給出了具體的開(kāi)發(fā)步驟。分析了觸摸屏控制器中的主要硬件模塊，包括處理器核心模塊、存儲(chǔ)模塊、觸摸板模塊、鍵盤模塊、以太網(wǎng)模塊和USB主從模塊，給出了硬件設(shè)計(jì)方法及電路實(shí)現(xiàn)。觸摸屏，作為一種可視化的人機(jī)接口，以其小體積和高可靠性的特點(diǎn)逐步取代傳統(tǒng)的按鈕控制和儀表控制，成為工控界人機(jī)接口的主流。本文分析了觸摸屏設(shè)備的特點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，并以ARM9系列的AT91SAM9261為核心處理器的大型觸摸屏控制器。建立了硬件測(cè)試環(huán)境，對(duì)哥哥硬件模塊進(jìn)行調(diào)試。深入研究了OAL的功能和原理，對(duì)OAL開(kāi)發(fā)中的重要函數(shù)和主要模塊，給出了具體的實(shí)現(xiàn)。本課題對(duì)于基于ARM9和WinCE的觸摸屏設(shè)備的開(kāi)發(fā)具有很高的參考價(jià)值，對(duì)于其它基于ARM和WinCE的開(kāi)發(fā)也具有一定的參考價(jià)值。由于觸摸屏技術(shù)的不斷改進(jìn)與革新，越來(lái)越多的電子產(chǎn)品采用觸摸屏作為輸入設(shè)備，對(duì)用戶來(lái)說(shuō)非常方便，直觀。2077年六月蘋果公司推出的iPhone手普及，就掀起觸摸屏應(yīng)用到電子設(shè)備的高潮，它的操作界面設(shè)計(jì)比較人性化，用手點(diǎn)擊空觸摸屏取代按鈕和滾輪來(lái)完成手機(jī)的所有操作，還附加了很多按鍵操作無(wú)法實(shí)現(xiàn)的功能，顯然是一個(gè)多媒體娛樂(lè)平臺(tái)。其實(shí)，把漢字字符輸入計(jì)算機(jī)等電子設(shè)備一直是中國(guó)使用、設(shè)計(jì)各種電子產(chǎn)品的一個(gè)難題。這種方式重碼率低，輸入速率比較快，缺點(diǎn)是需要用戶區(qū)學(xué)習(xí)記憶字根位碼。1 . 2 觸摸屏技術(shù)簡(jiǎn)介觸摸屏在20世紀(jì)70年代就開(kāi)始問(wèn)世了，它是由美國(guó)人Sam Hurt在1971年發(fā)明了這項(xiàng)技術(shù)。目前，觸摸屏觸摸的實(shí)現(xiàn)技術(shù)多種多樣，主要有矢量壓力傳感器技術(shù)觸摸屏、電阻感應(yīng)式觸摸屏、紅外線是觸摸屏、電容感應(yīng)式重默平和表面聲波式觸摸屏。只需要4跟先就可以完成觸摸點(diǎn)檢測(cè)的功能。外層的鎳金導(dǎo)電層僅僅用來(lái)做純導(dǎo)電層。其特點(diǎn)是：解析度較高，具有高速的傳輸反應(yīng)，需要一次校正，穩(wěn)定度較高，沒(méi)有觸摸飄逸現(xiàn)象，價(jià)位較高，對(duì)外導(dǎo)電層劃傷具有良好的包容度，這是四線電阻觸摸屏所不具有的。這四個(gè)電極在導(dǎo)電體內(nèi)形成一個(gè)低電壓交流電場(chǎng)?，F(xiàn)在解決的主要方法是采用剁掉校準(zhǔn)法解決飄逸問(wèn)題。1 . 2 . 4 表面聲波觸摸屏表面聲波是一種沿介質(zhì)表面?zhèn)鞑サ臋C(jī)械波。當(dāng)發(fā)射器發(fā)射一個(gè)窄脈沖后，聲波能量歷經(jīng)不同途徑到達(dá)接收器，走最右邊的最早到達(dá)，走最左邊的最晚到達(dá)。當(dāng)手指或其他能夠吸收或阻擋聲波能量的物體觸摸屏幕時(shí)，X軸途徑手指部位向上走的聲波能量被部分吸收，反應(yīng)在接收波形上即某一時(shí)可謂之上必行有一個(gè)衰減缺口。1 . 3 本文的主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排本文主要討論的問(wèn)題是如何實(shí)現(xiàn)一個(gè)基于觸摸屏控制器的聯(lián)機(jī)手寫漢字識(shí)別系統(tǒng)。在本設(shè)計(jì)中，CPU與觸摸屏以主從方式工作，觸摸屏工作于從設(shè)備（slave）狀態(tài)。 觸摸屏工作時(shí)，上下導(dǎo)體層相當(dāng)于電阻網(wǎng)絡(luò)，如圖2所示。然后，將電壓切換到底層電極(Y+、Y)上，并在頂層測(cè)量接觸點(diǎn)處的電壓，從而知道Y坐標(biāo)。典型的觸摸技術(shù)包括電阻觸摸屏、聲表面波觸摸屏、紅外線觸摸屏和電容觸摸屏。電阻觸摸屏普及的主要原因是價(jià)格便宜，而且在電氣上可以直接接入用戶的系統(tǒng)中。然后由軟件通過(guò)檢測(cè)分壓器上產(chǎn)生的電壓計(jì)算出兩層的短接位置，并最終確定觸摸位置。這一過(guò)程再反過(guò)來(lái)執(zhí)行一遍，即Y軸層加電，X軸層用于電壓檢測(cè)。軟件必須先讀一個(gè)軸，然后再讀另外一個(gè)軸。Burr Brown NS7843或NS7846就是這種ADC控圖2：觸摸屏電路簡(jiǎn)單等效電路。 2 . 3 基于兩種CPU的參考板 第一塊板是飛思卡爾的MX9823ADS評(píng)估板，采用了飛思卡爾的MC9328MX1處理器。這塊夏普的參考板以及集成的顯示和觸摸套件都可以從LogicPD公司處定購(gòu)?？偟膩?lái)看，軟件提供的功能完成以下這些步驟： 1. 配置控制器硬件 2. 判斷屏幕是否被觸摸 3. 獲得穩(wěn)定的、去抖動(dòng)的位置測(cè)量數(shù)據(jù) 4. 校準(zhǔn)觸摸屏 5. 將觸摸狀態(tài)和位置變化信息發(fā)送給更高層的圖形軟件 2 . 4 硬件配置 觸摸驅(qū)動(dòng)程序要做的第一件事是配置硬件。坦率地講，我之所以這樣做是因?yàn)槭褂弥袛嗪苡腥ぁ；卮鹗沁@是嵌入式系統(tǒng)，我們不做任何輪詢。根據(jù)你的總體系統(tǒng)需求，查詢也可能是一個(gè)值得考慮的合理的設(shè)計(jì)方式。采樣速度會(huì)影響我們需要如何配置時(shí)鐘來(lái)驅(qū)動(dòng)觸摸屏和ADC。20Hz的更新速度聽(tīng)起來(lái)并不是太有挑戰(zhàn)性，但提供20Hz的更新速度實(shí)際上要求采樣速度接近200Hz，具體數(shù)值取決于我們?cè)诖_定輸入穩(wěn)定之前準(zhǔn)備采用多少讀數(shù)。在向更高層軟件發(fā)送位置更新數(shù)據(jù)之前，驅(qū)動(dòng)程序需要多次采樣每個(gè)軸上的輸入。 LH79524 ADC本身是一個(gè)令人稱奇的電路系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)完全可編程的狀態(tài)機(jī)和序列器。上述兩個(gè)控制器都提供了屏幕是否被觸摸的檢測(cè)機(jī)制，并且當(dāng)觸摸事件發(fā)生時(shí)還可選擇是否中斷主處理器。該事件可以在驅(qū)動(dòng)程序內(nèi)部連接到名為PEN_OWN IRQ的中斷發(fā)生機(jī)制。 2 . 4 . 1 讀取觸摸數(shù)據(jù) 在校準(zhǔn)和正常操作期間，我們需要讀取X和Y軸的原始數(shù)據(jù)并去抖動(dòng)，然后確定屏幕被觸摸時(shí)是否有穩(wěn)定的讀數(shù)。飛思卡爾把這段時(shí)延稱作數(shù)據(jù)建立計(jì)數(shù)(DSCNT)，在兩層切換后會(huì)有很多個(gè)ASP輸入時(shí)鐘長(zhǎng)度的延時(shí)。 我們可以通過(guò)編程讓處理器在FIFO存有任何有效數(shù)據(jù)時(shí)就產(chǎn)生中斷，或在輸入FIFO裝滿時(shí)產(chǎn)生中斷。當(dāng)EOS（序列結(jié)束）中斷產(chǎn)生時(shí)，我們獲得的結(jié)果就可以用于采集和檢查了。對(duì)于在簽名輸入期間發(fā)生的滑動(dòng)或筆劃跟蹤事件來(lái)說(shuō)快速拖曳是非常重要的。 每個(gè)樣值所需的讀取次數(shù)、連續(xù)讀取間允許的偏差以及采樣速率是每個(gè)驅(qū)動(dòng)程序的全部可編程參數(shù)。嵌入式系統(tǒng)包含折衷，你的任務(wù)就是想出最佳的折衷辦法，以產(chǎn)生能使用戶滿意的系統(tǒng)。不過(guò)無(wú)論如何你仍然需要向用戶提供一種進(jìn)入校準(zhǔn)例程的途徑，從而在由于溫度漂移或其它因素造成校準(zhǔn)不準(zhǔn)確時(shí)進(jìn)行重新校準(zhǔn)。而在實(shí)際應(yīng)用中，因?yàn)樵S多電阻觸摸屏存在顯著的非線性，因此如果在最小和最大值之間簡(jiǎn)單的插入位置數(shù)值會(huì)導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)程序非常的不精確。如果你能在工廠做一次校準(zhǔn)，那么得到大量采樣點(diǎn)并不是件難事。對(duì)于更高的屏幕分辨率或其它觸摸屏，要產(chǎn)生一個(gè)精確的驅(qū)動(dòng)程序這些點(diǎn)也許過(guò)多，也許不夠。任務(wù)的入口名叫PegTouchTask，因?yàn)轵?qū)動(dòng)程序需要與PEG圖形軟件進(jìn)行交互操作。當(dāng)產(chǎn)生PEN_DOWN中斷時(shí)，我們命令A(yù)DC序列器開(kāi)始進(jìn)行轉(zhuǎn)換。我們一直這樣做，直到讀取的多個(gè)連續(xù)值處于defined定義的穩(wěn)定范圍內(nèi)，此時(shí)我們可以調(diào)整該結(jié)果并向更高層軟件報(bào)告更新。我也看到過(guò)有的驅(qū)動(dòng)程序在屏幕被初始觸摸后會(huì)忽略掉N個(gè)讀數(shù)。應(yīng)用程序可以打開(kāi)、關(guān)閉、讀寫這些設(shè)備文件，對(duì)設(shè)備的操作就像操作普通的數(shù)據(jù)文件一樣簡(jiǎn)便。圖2是一個(gè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)模塊動(dòng)態(tài)掛接、卸載和系統(tǒng)調(diào)用的全過(guò)程。寫驅(qū)動(dòng)程序的任務(wù)之一就是完成file_operations中的函數(shù)指針μClinux繼承了Linux的設(shè)備管理方法，將所有的設(shè)備看做具體的文件，通過(guò)文件系統(tǒng)層對(duì)設(shè)備進(jìn)行訪問(wèn)。 3 . 1 . 1 驅(qū)動(dòng)程序在內(nèi)核的裝載方法 驅(qū)動(dòng)程序在內(nèi)核中裝載的方式有兩種：一種是直接編譯進(jìn)內(nèi)核，在系統(tǒng)初始化的時(shí)候就對(duì)設(shè)備進(jìn)行注冊(cè)；一種是模塊化加載的方法，將驅(qū)動(dòng)程序編譯成目標(biāo)文件（*.o），需要添加設(shè)備時(shí)，使用insmod命令向系統(tǒng)注冊(cè)，停止使用時(shí)，用rmmod命令卸載。這個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的每一項(xiàng)都指向驅(qū)動(dòng)程序完成的一個(gè)功能。驅(qū)動(dòng)程序主要設(shè)計(jì)思想是：驅(qū)動(dòng)程序在初始化結(jié)束后，進(jìn)入空閑狀態(tài)，等待中斷的到來(lái)。整個(gè)軟件設(shè)計(jì)根據(jù)功能可以劃分為5個(gè)部分，分別是初始化、設(shè)備打開(kāi)、讀操作、中斷處理以及I/O控制，下面具體介紹每一部分。中斷也可以在系統(tǒng)初始化的時(shí)候向內(nèi)核