基于MeeGo的電容式觸摸屏驅動(dòng)設計

摘要：隨著(zhù)人們對操控要求的不斷提高，電容觸摸屏因為能支持多點(diǎn)觸摸而得到廣泛使用。本文基于Nokia和Intel公司合作開(kāi)發(fā)的開(kāi)源操作系統MeeGo，采用基于內核對象的Linux輸入子系統來(lái)設計觸摸屏的驅動(dòng)。該方案極大地方便了觸摸屏的驅動(dòng)開(kāi)發(fā)，可應用在車(chē)載娛樂(lè )、上網(wǎng)本、智能手機等電子產(chǎn)品上。

關(guān)鍵詞：MecGo；電容式觸摸屏；輸入子系統；驅動(dòng)程序；多點(diǎn)觸摸

引言

隨著(zhù)人們對操控要求的不斷提高，市場(chǎng)上出現了越來(lái)越多的高端手機、平板電腦，這些產(chǎn)品共同的特點(diǎn)就是給人們提供了非常便利的操控方式，尤其是電容觸摸屏的使用，它能很好地實(shí)現多點(diǎn)觸控功能。多點(diǎn)觸控技術(shù)是當今炙手可熱的技術(shù)，它讓人們的生活方式得到了前所未有的改變。電容觸摸屏已經(jīng)成為高端手機的標配，如蘋(píng)果的iPhone以及HTC Motorola的一些高端手機，雖然目前電容屏的價(jià)格較貴，但隨著(zhù)工藝的提高，其價(jià)格必定會(huì )下降，再加上其給用戶(hù)帶來(lái)的豐富體驗，電容觸摸屏的使用必將越來(lái)越廣泛。MeeGo是Intel和Nokia公司合作開(kāi)發(fā)的開(kāi)源操作系統，基于Linux內核，其良好的開(kāi)源性為驅動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)提供了很好的基礎條件。本設計在MeeGo1．1版本下，并基于Linux 2．6．35內核來(lái)討論實(shí)現電容式觸摸屏的驅動(dòng)開(kāi)發(fā)技術(shù)。

1 電容觸摸屏原理

電容式觸摸屏是利用人體的電流感應工作的，分為表面電容式和投射電容式，前者不能識別多點(diǎn)，后者可以識別多點(diǎn)，因此設計采用投射電容式觸摸屏。投射電容式觸摸屏是傳感器利用觸摸屏電極發(fā)射出靜電場(chǎng)線(xiàn)而工作的，分為交互電容和自我電容。設計采用的是交互電容式觸摸屏。它是在玻璃表面用ITO(氧化銦錫)制作橫向與縱向的電極，兩組電極交叉之處將會(huì )形成電容，即這兩組電極分別構成了電容的兩極。

當電容屏被手指觸摸時(shí)，手指就會(huì )吸收一個(gè)很小的電流，從而改變了觸摸點(diǎn)附近電極之間的藕合，這就會(huì )改變這兩個(gè)電極之間的電容量。檢測投射式電容屏大小時(shí)，橫向的電極依次發(fā)射信號，縱向的所有電極同時(shí)接收信號，這樣就能得到兩電極交匯點(diǎn)的電容值大小，也就是整個(gè)觸摸屏平面的電容大小?？梢該怂愠雒恳粋€(gè)觸摸點(diǎn)的坐標，圖1為投射式電容屏的等效電路示意圖。

2 Linux輸入子系統

Linux輸入子系統(以下簡(jiǎn)稱(chēng)輸入子系統)是基于內核對象kobject實(shí)現的，應用于Linux 2．6．35內核中。憑借該機制內核通過(guò)輸入子系統向用戶(hù)空間輸出設備的各類(lèi)消息，方便了對設備的管理。輸入子系統由系統核心層、驅動(dòng)層和事件處理層三部分組成。一個(gè)輸入事件如鼠標移動(dòng)、鍵盤(pán)按鍵按下等操作通過(guò)驅動(dòng)層、系統核心層、事件處理層到達用戶(hù)空間，傳給應用程序。

這樣在設計驅動(dòng)程序時(shí)只需要考慮驅動(dòng)層的實(shí)現就可以了，減少了工作量，降低了設計難度。另外基于子系統的設計提高了驅動(dòng)程序的可移植性和可適應性，因為基于子系統的驅動(dòng)程序設計不用考慮向上層報告輸入設備的接口沒(méi)計，此工作由輸入子系統來(lái)完成，而輸入子系統對上層的接口具有通用性，可以使驅動(dòng)程序的使用范圍得到擴展。圖2是Linux輸入子系統的框架圖。

3 觸摸屏驅動(dòng)程序設計

3．1 觸摸屏驅動(dòng)工作原理

本設計重在提出觸摸屏驅動(dòng)的整體設計方案，該設計流程也適用于其他觸摸屏驅動(dòng)設計開(kāi)發(fā)。此設計可以采用SPI總線(xiàn)作為觸摸屏和處理器的接口，硬件連接示意圖如圖3所示。TOUCH SCREEN是電容式觸摸屏，可采用FT5201電容式全屏觸摸芯片，INT是中斷引腳，當觸摸屏被觸摸時(shí)，通過(guò)INT引腳觸發(fā)中斷處理程序，CPU可采用Intel公司的Atom D510處理器。