【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)者現(xiàn)在已經(jīng)從反復(fù)進(jìn)行硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)的過(guò)程中解脫出來(lái)，從而可以將主要精力放在滿足特定的需求上 。 目前流行的嵌入式操作系統(tǒng)可以分為兩類(lèi)：一類(lèi)是將運(yùn)行在個(gè)人電腦上的操作系統(tǒng)向下移植到嵌入式系統(tǒng)中，形成的嵌入式操作系統(tǒng)，如微軟公司的 WinCE及其新版本， SUN 公司的 Java 操作系統(tǒng)，朗訊科技公司的 Inferno，嵌入 式 Linux等。這類(lèi)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)個(gè)人電腦或高性能計(jì)算機(jī)等產(chǎn)品的長(zhǎng)期運(yùn)行考驗(yàn)，技術(shù)日趨成熟，其相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和軟件開(kāi)發(fā)方式己被用戶普遍接受，同時(shí)積累了豐富的開(kāi)發(fā)工具和應(yīng)用軟件資源。另一類(lèi)是專(zhuān)門(mén)為嵌入式開(kāi)發(fā)的操作系統(tǒng)，如 WindRiver 公司的 VxWorks， QSSL 公司的 QNX,ATI 公司的 Nucleus，這類(lèi)產(chǎn)品在操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)上都針對(duì)所面向的應(yīng)用領(lǐng)域，對(duì)實(shí)時(shí)性、高可靠性等進(jìn)行了精巧的設(shè)計(jì)，而且提供了獨(dú)立而完備的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和測(cè)試工具，較多地應(yīng)用在軍用產(chǎn)品和工業(yè)控制等領(lǐng)《嵌入式系統(tǒng)原理與開(kāi)發(fā)》課程設(shè)計(jì)論文 5 域中。 Linux 嵌入式系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) Linux 嵌入式系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖 11 所示。第一層為底層的硬件設(shè)備，包括嵌入式微處理器以及各種外圍設(shè)備，例如 ROM、 RAM、顯示屏、串口等，第二層為用于操作系統(tǒng)引導(dǎo) Boot Loader，第三層是 Linux 操作系統(tǒng)以及支持操作系統(tǒng)讀取數(shù)據(jù)的根文件系統(tǒng)，第四層是設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和系統(tǒng)庫(kù)函數(shù)，第五層是針對(duì)特定應(yīng)用的應(yīng)用程序。 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀 國(guó)外早在 20 世紀(jì) 70、 80 年代就開(kāi)始研究使用嵌入式，發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)較為成熟。芯片方面，各大微處理器制造廠商都有自己的嵌入式處理器產(chǎn)品，并且其設(shè)計(jì)理念和制造工藝仍然在不斷提高。嵌入式操作系統(tǒng)方面，早在 80 年代就出現(xiàn)了嵌入式操作系統(tǒng)，相應(yīng)嵌入式產(chǎn)品也層出不窮。隨著應(yīng)用的發(fā)展，嵌入式產(chǎn)品的涵蓋范圍和領(lǐng)域也越來(lái)越廣泛，幾乎包括了我們周?chē)乃须娖髟O(shè)備，如電視機(jī)頂盒、掌上 PDA、移動(dòng)計(jì)算設(shè)備、多媒體設(shè)備、醫(yī)療儀器乃至路由器、交換機(jī)等。進(jìn)入 20 世紀(jì) 90 年代，隨著信息化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)技術(shù)也獲得了更為廣闊的發(fā)展空間 ，嵌入式技術(shù)全面展開(kāi)，目前已成為通信和消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品的共同發(fā)展方向。在自動(dòng)控制領(lǐng)域，嵌入式系統(tǒng)不僅應(yīng)用于 ATM 機(jī)、自動(dòng)售貨機(jī)、工業(yè)控制等專(zhuān)用設(shè)備，它還與移動(dòng)通信設(shè)備、 GPS、娛樂(lè)、 PDA 設(shè)備等相結(jié)合，發(fā)揮出巨大作用。目前，嵌入式系統(tǒng)己經(jīng)廣泛應(yīng)用到工業(yè)、交通、能源、通信、科研、醫(yī)療衛(wèi)生、國(guó)防以及日常生活等領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)的嵌入式技術(shù)研究起步晚，到目前為止還沒(méi)有比較《嵌入式系統(tǒng)原理與開(kāi)發(fā)》課程設(shè)計(jì)論文 6 成功的嵌入式微處理器上市，嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)方面，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品也很少，一般都使用國(guó)外的商業(yè)嵌入式操作系統(tǒng)或開(kāi)源的操作系統(tǒng)。目前國(guó)內(nèi)的嵌入式產(chǎn)品 種類(lèi)比較多，包括了消費(fèi)電子，汽車(chē)電子，醫(yī)療器械，工業(yè)控制，家用電子各個(gè)方面。目前市面上主要使用的嵌入式處理器有三種：美國(guó) MIPS 公司研發(fā)的 MIPS 處理器；英國(guó) ARM 公司研發(fā)的 ARM 處理器； IBM、 Apple、 Motorola 公司開(kāi)發(fā)的 PowerPC 芯片。其中 ARM 處理器占有最大的市場(chǎng)份額。嵌入式操作系統(tǒng)方面，嵌入式 Linux 和 WinCE 兩者的應(yīng)用最廣泛，面對(duì) Linux 開(kāi)源操作系統(tǒng)不斷爭(zhēng)奪市場(chǎng)份額， Microsoft 已經(jīng)降低 WinCE 的版權(quán)費(fèi)用，并且在 版本中 對(duì)部分代碼開(kāi)源， 版本更是擴(kuò)大了開(kāi)源代碼的比重。 觸摸屏 驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā) 、觸摸屏簡(jiǎn)介 觸摸屏作為人機(jī)交互的輸入設(shè)備 ，由于其 操作方便靈活， 輸入速度快，被廣泛的應(yīng)用于這種嵌入式領(lǐng)域中。 按照工作原理和傳輸信息的介質(zhì)不同 ,觸摸屏分為電阻式、電容感應(yīng)式、紅外線式以及表面聲波式。 生活中常見(jiàn)的觸摸屏有電容式觸摸屏和電阻式觸摸屏兩大類(lèi)。其中電容式觸摸屏 反應(yīng)靈敏， 并且 支持多點(diǎn)觸控 ；而電阻式觸摸屏的 抗干擾能力比較強(qiáng)，適用于比較惡劣的環(huán)境 。 、 電阻式觸摸屏的工作原理 觸摸屏一般安裝在顯示屏的前端 ,主要由觸摸屏檢測(cè)部件和觸摸屏控制器組成。在這里采用的是四線電阻式觸摸屏。四線電阻式觸摸屏是電阻式家族中應(yīng)用最廣、最普及的一種。 其結(jié)構(gòu)由下線路導(dǎo)電 ITO 層和上線路導(dǎo)電 ITO 層組成。中間有細(xì)微絕緣點(diǎn)隔開(kāi) ,當(dāng)觸摸屏表面無(wú)壓力時(shí) ,上下線路成開(kāi)路狀態(tài)。一旦有壓力施加到觸摸屏上 ,上下線路導(dǎo)通 ,控制器通過(guò)下線路導(dǎo)電 ITO層在 X坐標(biāo)方向上施加驅(qū)動(dòng)電壓 ,通過(guò)上線路導(dǎo)電 ITO 層上的探針 , , 通過(guò)控制器改變施加電壓的方向 , 偵測(cè) Y 方向上的電壓 。由于按壓點(diǎn)不同，所測(cè)得的 X 和 Y 方向的電壓值也不同，屏幕 的坐標(biāo)與電壓值有著一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，可以通過(guò)采樣得到的電壓值 推算出觸點(diǎn)的 X 坐標(biāo) 和 Y 坐標(biāo) ， 從而明確觸點(diǎn)位置。 、 S3C2440 觸摸屏接口電路 、觸摸屏接口模式 ： 普通轉(zhuǎn)換模式：只作為 AD 轉(zhuǎn)換器使用，不適用觸摸屏 《嵌入式系統(tǒng)原理與開(kāi)發(fā)》課程設(shè)計(jì)論文 7 分離的Ｘ／Ｙ方向轉(zhuǎn)換模式：觸摸屏控制器可以工作在兩個(gè)轉(zhuǎn)換模式之一， X 方向轉(zhuǎn)換模式寫(xiě)Ｘ方向轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)到 ADCDAT0，故觸摸屏接口產(chǎn)生中斷源給中斷控制器。 Y 方向轉(zhuǎn)換模式寫(xiě)Ｘ方向轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)到 ADCDAT1，故觸摸屏接口產(chǎn)生中斷源給中斷控制器。 自動(dòng)順序 X/Y 方向轉(zhuǎn)換模式：觸摸屏控制器在寫(xiě)入 X 方向轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)到ADCDAT0 和寫(xiě)入 Y方向轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)到 ADCDAT1 后，觸摸屏接口產(chǎn)生中斷源給中斷控制器。 等待中斷模式：當(dāng) 筆尖落下時(shí)，觸摸屏控制器產(chǎn)生中斷信號(hào)，然后必須清除等待中斷模式。所以每次點(diǎn)擊觸摸屏之前，觸摸屏控制器都應(yīng)設(shè)置成這種工作模式。 ADC 和觸摸屏接口功能方框圖 和觸摸屏相關(guān)的寄存器 (1)、 ADC 控制寄存器 ADCCON 《嵌入式系統(tǒng)原理與開(kāi)發(fā)》課程設(shè)計(jì)論文 8 (2)、 ADC 觸摸屏控制寄存器 ADCTSC ADC 啟動(dòng)延時(shí)寄存器 ADCDLY (3)、 ADC 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換寄存器 ADCDAT0 《嵌入式系統(tǒng)原理與開(kāi)發(fā)》課程設(shè)計(jì)論文 9 (4)、 ADC 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換寄存器 ADCDAT1 、 觸摸屏的驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā) 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序在 Linux內(nèi)核中扮演著特殊的角色 ,使某個(gè)特定硬件響應(yīng)一個(gè)定義良好的內(nèi)部編程接口 ,用戶的操作通過(guò)一組標(biāo)準(zhǔn)化的調(diào)用執(zhí)行 ,而這些調(diào)用獨(dú)立于特定的驅(qū)動(dòng)程序。將這些調(diào)用映射到作用于實(shí)際硬件的設(shè)備特有操作上 ,則是設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的任務(wù)。采用外部晶體管接觸摸屏到觸摸屏中斷服務(wù)程序中斷到來(lái)以后立即屏蔽掉中斷 ,使中斷不能再次進(jìn)入。由于觸摸屏一段時(shí)間內(nèi)是被連續(xù)按下的 ,所以這里還需要設(shè)置一個(gè) timer()函數(shù) ,用于不斷讀取觸摸屏坐標(biāo)數(shù)據(jù)。 Read 函數(shù)用于讀取觸