高校中的嵌入式培訓是什么意思_基于I2C的嵌入式多點觸摸屏幕驅動設計

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高校中的嵌入式培訓是什么意思_基于I2C的嵌入式多點觸摸屏幕驅動設計,   

摘要：采用了三星公司的S3C6410X處理器，通過嵌入式Linux的驅動管理系統(tǒng)實現了對Cypress 7958、SnapticsTM1444等基于I2C總線協(xié)議的多點觸摸屏幕的驅動設計。實踐證明，在基于Linux核心的Qtopia平臺以及Andriod嵌入式操作系統(tǒng)上運行流暢，識別度與準確度很高。
關鍵詞：多點觸摸屏幕；S3C6410X；I2C總線；嵌入式Linux；電容觸摸屏

引言
     隨著嵌入式設備的開發(fā)和推廣，觸摸屏作為新式輸入設備已經隨處可見，手機、PDA、MID以及ATM機等設備都已經用到了觸摸屏。而科技在不斷發(fā)展，觸摸屏也由一開始的4線式單點電阻觸摸屏發(fā)展到今天的各種多點式電容觸摸屏。本文通過對以Cypress 7958為代表的I2C總線接口電容式多點觸摸屏的研究，設計了針對Linux操作系統(tǒng)的多點觸摸的屏幕驅動，以及不運行操作系統(tǒng)前提下的單片機對觸摸屏的驅動，取得了良好的效果。

1 研究平臺介紹
1．1 ARM11處理器S3C6410X
     S3C6410X是基于ARM1176JZF-S核的用于手持、移動等終端設備的通用處理器。S3C6410X是一款低功率、高性價比、高性能的用于移動電話和通用處理RSIC處理器。為2．5G和3G通信服務提供了優(yōu)化的硬件性能，采用64／32位的內部總線架構，融合了AXI、AHB、APB總線。還有很多強大的硬件加速器，包括運動視頻處理、音頻處理、2D加速、顯示處理和縮放。
1．2 電容式多點觸摸屏
     電容式觸摸屏在觸摸屏4邊均鍍上狹長的電極，在導電體內形成一個低電壓交流電場。在觸摸屏幕時，由于人體電場，手指與導體層間會形成一個耦合電容，4邊電極發(fā)出的電流會流向觸點，而電流強度與手指到電極的距離成正比，位于觸摸屏幕后的控制器會計算電流的比例及強弱，準確算出觸摸點的位置。電容觸摸屏的雙玻璃不但能保護導體及感應器，更有效地防止外在環(huán)境因素對觸摸屏造成影響，就算屏幕沾有污穢、塵�；蛴蜐n，電容式觸摸屏依然能準確算出觸摸位置。與電阻觸摸屏相對比，電容式觸摸屏就是支持多點觸摸的人機交互方式，普通電阻式觸摸屏只能進行單一點的觸控。
1．3 ARM工具鏈
     本文針對ARM核的單片機使用了arm-none-linux-gnueabi-4．3．2交叉編譯鏈，實現對ARM支持的二進制文件編譯，用以成功編譯ARM-Linux 2．6．28內核。
1．4 移植條件
     對于本文所述內容，所有支持Linux操作系統(tǒng)運行的處理器（包括嵌入式處理器）都可以運行，而所有支持I2C總線協(xié)議的單片機也可以在不使用操作系統(tǒng)的前提下將觸摸屏作為一種普通輸入設備進行使用。

2 研究過程
     圖1顯示了本文中針對嵌入式Linux平臺下的驅動軟硬件結構體系。

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2．1 I2C設備在平臺部分聲明
     Cypress 7958多點觸摸屏的I2C地址為0x20，在使用前需要在平臺設備處進行I2C設備聲明，這樣才可以使Linux驅動找到其對應的I2C地址進行操作。首先要聲明該I2C設備結構體，代碼如下：
  

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2．2 Cypress 7958驅動部分設計
2．2．1 注冊和注銷模塊
     首先建立I2C驅動結構體，cypress_7958_driver，代碼如下：

2．2．2 觸摸屏驅動入口函數的設計
     由上節(jié)中聲明的I2C結構體得知，在設備被檢查到的時候進入static int synaptics_ts_probe（struct i2c_client *client，const struct i2c_device_id*id）函數，在該函數中需要進行觸摸屏工作模式的初始化，對作為輸入設備的觸摸屏驅動在Linux平臺下的設備名注冊，同時初始化觸摸事件觸發(fā)時引起的中斷操作。
     （1）Cypress 7958模式初始化
     作為多點觸摸屏幕，Cypress 7958有很多相關的配置寄存器，本文中不再贅述，初始化部分僅需對屏幕是否工作在正常工作模式下進行檢查，通過讀取0x28地址的寄存器，如果值為0x07，則屏幕工作正常，否則返回錯誤值。

（2）輸入設備名注冊
     創(chuàng)建struct input_dev結構體，通過input_allocate_de-vice（）函數進行設備名的創(chuàng)建，然后通過set bit函數進行輸入設備功能聲明。因為是多點觸摸屏，可以產生EVSYN，EV_KEY，BTN_TOUCH，BTN_2（多點觸摸），EV_ABS等功能，故對之進行聲明：

     最后通過input_register_device（ts->input_dev）函數完成對該設備名的注冊。[!--empirenews.page--]
     （3）驅動事件產生中斷函數初始化
     Cypress 7958觸摸屏在觸摸事件產生時會在IRQ引腳產生一個低電平信號，將該引腳連接到GPN（15）引腳上，同時創(chuàng)建GPIO中斷函數：


     當驅動事件被觸發(fā)之后通過queue_work函數進入驅動工作區(qū)cypress_7958_wq，進行驅動層對應用層的信息上報。
2．2．3 觸摸屏工作區(qū)函數設計
     觸摸屏工作區(qū)函數需要完成事件信息獲取以及驅動層對應用層的信息上報功能，通過INIT_WORK（＆ts->work，cypress_7958_work_fun-e）函數完成驅動工作區(qū)函數的初始化聲明，在驅動事件中斷產生之后進入工作區(qū)函數cypress_7958_work_func。
     （1）觸摸屏事件信息獲取
     Cypress 7958的事件觸發(fā)信息存儲在寄存器中，只需要通過i2c_smbus_read_byte_data函數對其寄存器信息進行讀取即可完成其事件信息的獲取，也可以通過i2c_transfer完成對其寄存器信息的批量讀�。�
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     （2）觸摸屏事件信息上報
     通過對buf數組的分析，獲取當前事件具體信息，然后通過input_report系列函數進行事件信息的應用層上報：


2．3 Cypress 7958驅動在內核中的移植
     通過改寫Makefile與KCONFIG完成Cypress 7985在內核中的移植，以幫助GCC工具鏈實現對內核的編譯。
2．3．1 Kconfig的修改
     在／driver／input／touchsereen／Kconfig中添加如下語句：


     以實現將文件編譯選項添加到MAKE MENUCONFIG中。由于觸摸屏驅動屬于系統(tǒng)基本輸入設備驅動，本身調用了I／O中斷，不能實現模塊編譯，只能完全編譯進內核。在后續(xù)的研發(fā)中發(fā)現可以使用時鐘中斷將其模塊化編譯進內核，但由于時鐘中斷影響UCLINUX時間片的運行，故棄之不用。
2．3．2 Makefile的修改
     然后在／driver／input／touchscreen／Makefile中添加對應編譯信息：

     最終在編譯選項中將／MAKEFILE中的ARCH選項設置為S3C6410，在make menuconfig命令之后的選項中選擇TOUCHSREEN_CYPRESS選項并選擇編譯進內核。

結語
     本設計以I2C方式對多點觸摸屏進行驅動，通過嵌入式Linux將多點觸摸輸入方式應用到嵌入式應用系統(tǒng)中，豐富了單一的鍵盤輸入與單點輸入方式，減小了系統(tǒng)尺寸，提高了系統(tǒng)的可靠性。使得嵌入式系統(tǒng)的輸入方式簡單易行，同時也增強了嵌入式系統(tǒng)與人之間的通信能力，簡化了繁瑣的調試。采用三星公司的S3C6410ARM11處理器，加快了實驗的操作步驟。實踐證明，該設計驅動多點觸摸屏幕的速度以及穩(wěn)定性滿足調試要求。該設計只需對底層驅動進行簡單修改，就可直接應用于單片機以及其他全部可以運行Linux的嵌入式系統(tǒng)中。